(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像データに応じて光ビームをパルス幅変調によって点灯制御するパルス幅変調手段と、該パルス幅変調手段によって点灯制御された光ビームによって像担持体を走査することにより前記画像データに応じた潜像を該像担持体上に形成させる光書込手段とを備え、前記パルス幅変調手段が、少なくとも副走査方向について入力画像密度の２以上の整数倍の密度で前記光ビームを点灯制御する手段である画像形成装置において、
前記画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応して、画像データ１画素に対応する副走査方向の複数ライン分、そのライン毎に、書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報であってライン毎に異なる情報を記憶する変調データ記憶手段を設け、
前記パルス幅変調手段は、前記画像データに含まれる前記階調情報に従って前記変調データ記憶手段から対応する階調パルスを選択して読み出して前記光ビームを点灯制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記パルス幅変調手段が、主走査方向についても入力画像密度の２倍以上の整数倍の密度で前記光ビームを点灯制御する手段であり、
前記変調データ記憶手段は、前記画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応して、画像データ１画素に対応する副走査方向の複数ライン分、そのライン毎に、画像データ１画素に対応する主走査方向の複数書き込みドットの各ドットについて、書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報であってライン毎にもドット毎にも異なる情報を記憶する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記光書込手段は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の画像データに応じて点灯制御される前記光ビームによって形成すべき各色の画像の潜像を像担持体上に形成させる手段であって、
前記変調データ記憶手段は、形成すべき画像の色毎に、前記書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報を記憶する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力された画像データに応じてパルス幅変調されたレーザビーム等の光ビームが像担持体上を走査することにより画像形成を行う、複写機、プリンタ、ＦＡＸ装置、印刷機、デジタル複合機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発光源として半導体レーザ（以下ＬＤという）を用いて、そのＬＤから出射されるレーザビームによる光ビームを偏向手段であるポリゴンミラーで偏向させて像担持体上を走査させることによって形成すべき画像の潜像を像担持体上に形成させるレーザプリンタ等の画像形成装置が知られている。
このような装置として、例えば特開平８−１８７８２号公報には、ＬＤのオンデューティの時間を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）方式を用いて画像品質を向上させた多色情報記録装置が開示されている。
また、主走査方向や副走査方向のどちらか一方もしくは両方とも、入力画像密度（入力画素数）に対して２倍以上の密度でＬＤを点灯制御し、書込密度を上げることで画像品質を向上させる手段も知られている。近年は、画像データの階調数を低く抑え、このように高い密度で書き込みを行うことにより画像品質を向上させることが広く行われるようになっている。
【０００３】
ところで、例えば２値の画像データによって階調表現を行う場合には、一般的にはディザ法や誤差拡散法が用いられることが多いが、ＰＷＭ方式を用いると、あるパルス幅を設定し、そのパルスによって１ドットを形成することになる。そして、良好な画像を得るための最適なパルス幅を選択する必要がある。
また、多値（４値，８値等）の画像データによって階調表現を行う場合には、ＰＷＭ方式を用いると、各階調のデータ（４値の場合は３種類、８値の場合は７種類）に対して、それぞれパルス幅を設定することになる。この場合も当然、各階調のデータに対して良好な画像を得るための最適なパルス幅を選択する必要がある。
【０００４】
最適なパルス幅を選択するためにはパルス幅の選択を自由に行えることが望ましいが、書込密度が高く、記録速度が速い画像形成装置においては、駆動周波数の制限からパルスの幅を細かく設定可能にすることは困難であり、コストアップにもなる。
従って、例えば１／８，２／８，３／８，……，８／８のような８通りの幅のパルスしか生成することができない装置の場合、この中から各階調のデータに対して最適なパルス幅を選択しなければならない。その結果、画像品質を最適化することができないことがあるという問題があった。
【０００５】
さらに近年、高密度の書き込みを行うために、光源として以前から用いられている７８０ｎｍ帯のＬＤに代えて、ビームスポットをより絞ることのできる６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤが用いられるようになっている。しかし、この赤色ＬＤは、図１１に示すように、ＬＤの発光開始信号に対して実際に発光を開始するタイミングが遅れる特性があるため、この遅れを加味してパルス幅を設定しないと必要な発光時間が得られず、画像品質が低下してしまうという問題があった。
実際に、赤色ＬＤによる書き込みを行う場合、書込密度、記録速度によっては低いデューティーのパルスは使用できず、もともと少ないパルス幅の選択肢がさらに減少してしまうという問題があった。
前述した特開平８−１８７８２号公報には、入力データと周囲の画素値とに応じてＰＷＭ変調によるパルスの成長方法を選択する多色情報記録装置も開示されているが、このような装置によっても、パルスの位置が選択可能であるのみであるので、パルス幅の選択肢が少ないという問題を解決することができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を解決し、少なくとも副走査方向について入力画像密度に対して２倍以上の密度でＰＷＭ方式によってＬＤを点灯制御する画像形成装置において、生成可能なパルス幅の種類が少ない場合でも画像品質を向上させられるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような問題を解決するため、この発明は、入力される画像データに応じて光ビームをパルス幅変調によって点灯制御するパルス幅変調手段と、そのパルス幅変調手段によって点灯制御された光ビームによって像担持体を走査することにより上記画像データに応じた潜像をその像担持体上に形成させる光書込手段とを備え、上記パルス幅変調手段が、少なくとも副走査方向について入力画像密度の２以上の整数倍の密度で上記光ビームを点灯制御する手段である画像形成装置において、上記画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応して、画像データ１画素に対応する副走査方向の複数ライン分、そのライン毎に、書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報であってライン毎に異なる情報を記憶する変調データ記憶手段を設け、上記パルス幅変調手段を、上記画像データに含まれる上記階調情報に従って上記変調データ記憶手段から対応する階調パルスを選択して読み出して上記光ビームを点灯制御する手段としたことを特徴とする。
【０００８】
このような画像形成装置において、上記パルス幅変調手段を、主走査方向についても入力画像密度の２倍以上の整数倍の密度で上記光ビームを点灯制御する手段とし、上記変調データ記憶手段を、上記画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応して、画像データ１画素に対応する副走査方向の複数ライン分、そのライン毎に、画像データ１画素に対応する主走査方向の複数書き込みドットの各ドットについて、書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報であってライン毎にもドット毎にも異なる情報を記憶する手段とするとよい。
【０００９】
さらに、上記光書込手段を、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の画像データに応じて点灯制御される上記光ビームによって形成すべき各色の画像の潜像を像担持体上に形成させる手段とし、上記変調データ記憶手段を、形成すべき画像の色毎に、上記書き込みに使用する階調パルスの幅及び主走査方向の位置の情報を記憶する手段としてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
〔実施形態：図１乃至図５〕
まず、図１乃至図５を用いてこの発明の画像形成装置の実施形態である複写機について説明する。図１はその複写機のＬＤ制御部の構成を示すブロック図、図２はその複写機の画像形成部の画像形成ユニットの構成を示す模式的な断面図、図３はその光学ユニットの構成を制御回路も含めて示す図、図４はこの実施形態の複写機における階調パルスの例を示す波形図、図５はその別の例を示す波形図である。
【００１１】
この複写機は、図示しない画像読取ユニットによって読み取った画像の画像データに応じて点灯制御されるＬＤの出射するレーザビームによって画像を書き込むレーザ書き込み式の画像形成装置であり、その書き込みユニットは図２に示す構成である。
すなわち、この複写機の画像形成ユニット２０は、感光体ドラム３１，帯電器３２，光学ユニット２１，現像ユニット３４，転写器３５，クリーニングユニット３６，除電器３７によって構成される。
感光体ドラム３１は、形成すべき画像の潜像を書き込むための像担持体であり、帯電器３２によって帯電された後、光学ユニット２１から照射される光ビーム２９によって露光されて潜像が書き込まれる。
【００１２】
光学ユニット２１は光書込手段であり、発光源であるＬＤユニット２７（図２では図示を省略）から出射されるレーザビームを、コリメートレンズ（図示せず）によって平行光束化し、シリンダレンズ（図示せず）を通した後、ポリゴンモータ２２によって高速に回転されるポリゴンミラー２３によって偏向し、さらにｆθレンズ２４，バレルトロイダルレンズ（Barrel Toroidal Lens：ＢＴＬ）２５を通して副走査方向のピント合わせ（集光と副走査方向の位置補正）を行い、ミラー２６で反射した光ビーム２９によって感光体ドラム３１上を走査する。
この光学ユニット２１に備えるＬＤユニット２７は、図示しないフレームメモリや画像読取ユニットから転送される画像データに応じて制御されるが、この点については後述する。
【００１３】
現像ユニット３４は、トナーによって感光体ドラム３１上に形成された潜像を顕画像化するユニットであり、転写器３５はその顕画像を記録紙２８に転写するユニットである。
そして、クリーニングユニット３６は転写されずに残ったトナーを除去するユニットであり、除電器３７は感光体ドラム３１上の電荷を取り除き、帯電器３２で一様な帯電を行えるようにするユニットである。
この実施形態の複写機は、これらのユニットによって通常の電子写真プロセスである帯電，露光，現像，転写，クリーニング，除電のプロセスを行い、給紙部（図示せず）から給紙された後、図示しない搬送ベルト上を矢印Ａ方向に搬送される記録紙２８上に画像を形成する。また、形成した画像は図示しない定着ユニットによって定着する。
【００１４】
次に、光学ユニット２１の制御回路について説明する。図３に示すように、光学ユニット２１は、図２に示した構成の他、ＬＤ制御部１０，ポリゴンモータ駆動制御部１４，同期検出用点灯制御部１５，書込クロック発生部１６，位相同期クロック発生部１７，ＬＤユニット２７，ミラー４１，レンズ４２，同期検知センサ４３を備えている。なお、図３においてはポリゴンモータ２２，ＢＴＬ２５及びミラー２６は図示を省略している。
同期検知センサ４３は、光学ユニット２１の画像書き出し側の主走査方向端部に配置されており、ｆθレンズ２４を通過した光ビームがミラー４１によって反射され、レンズ４２によって集光されて同期検知センサ４３に入射する構成になっている。
【００１５】
光ビーム２９が同期検知センサ４３に入射すると、同期検知センサ４３は同期検知信号ＤＥＴＰを出力し、位相同期クロック発生部１７及び同期検出用点灯制御部１５に送る。
位相同期クロック発生部１７は、書込クロック発生部１６で生成されたクロックＷＣＬＫと同期検知信号ＤＥＴＰとから、ＤＥＴＰに同期したクロックＶＣＬＫを生成してＬＤ制御部１０及び同期検出用点灯制御部１５に送出する。
同期検出用点灯制御部１５は、最初に同期検出信号ＤＥＴＰを検出するまではＬＤを点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤをＯＮにしてＬＤ制御部１０に送出し、ＬＤユニット２７を強制点灯させるが、同期検知信号ＤＥＴＰを検出した後は、同期検出信号ＤＥＴＰとクロックＶＣＬＫとによって、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号ＤＥＴＰが検出できるタイミングでＬＤ強制点灯信号ＢＤをＬＤ制御部１０に送出する。
【００１６】
ＬＤ制御部１０は、ＬＤ強制点灯信号ＢＤ及び、クロックＶＣＬＫに同期して画像読取ユニット又はフレームメモリから送られてくる画像データから生成されたパルス信号幅に応じてＬＤユニット２７を点灯制御する。そして、ＬＤユニット２７から出射したレーザビームが、前述のように光ビーム２９として感光体ドラム３１上を走査する。
また、ポリゴンモータ駆動制御部１４は、プリンタ制御部１８からの制御信号によってポリゴンモータ２２を規定の回転数で回転制御する。
プリンタ制御部１８は、光学ユニット２１を含む図２に示した画像形成ユニット２０の動作を、装置全体の統括制御を行う制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて制御する制御手段である。
【００１７】
ここで、ＬＤ制御部１０についてさらに詳しく説明する。ＬＤ制御部１０は、光ビームをパルス幅変調によって点灯制御するパルス幅変調手段であり、図１に示すように、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号発生部１２及びＬＤ駆動部１３を備えている。
ＰＷＭ信号発生部１２は、不揮発性記憶手段を備えており、画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応して、各種のパルス幅の右寄せパルスと左寄せパルスの組み合わせもしくはそれらのどちらか一方だけによって構成される各種の階調パルスを記憶する変調データ記憶手段である。また、入力される画像データに含まれる階調情報に応じて、記憶している階調パルスから対応する階調パルスを選択して読み出し、ＰＷＭ信号としてＬＤ駆動部１３に送出する。
【００１８】
ＬＤ駆動部１３は、ＰＷＭ信号発生部１２から入力されるＰＷＭ信号に従って、あるいは同期検出用点灯制御部１５から入力されるＬＤ強制点灯信号ＢＤに従ってＬＤユニット２７を駆動して点灯させる。すなわちＬＤ駆動部１３は、階調パルスに従ってＬＤを点灯させるか、あるいはＬＤ強制点灯信号ＢＤの入力されている間だけＬＤを点灯させる。
ここで、画像データが２値の場合には、ＯＮかＯＦＦしかないため、ＰＷＭ信号発生部１２はＯＮの場合に、記憶している所定の階調パルスを出力することになる。なお、ここではＯＮも階調情報の一種であるとする。この場合に、階調パルスをプリンタ制御部１８からの制御信号（設定信号）に応じて選択するようにしてもよい。また、画像データが多値の場合にも、各階調情報に対応する階調パルスをプリンタ制御部からの制御信号によって変更できるようにしてもよい。
【００１９】
次に、この複写機における階調パルスの例について説明する。ここで、この複写機における画像書込密度は、主走査方向が１２００ｄｐｉ，副走査方向が６００ｄｐｉであり、画像データの密度は、主走査方向，副走査方向共に６００ｄｐｉである。従って、ＬＤを主走査方向について入力画像密度の２倍の密度で点灯制御していることになる。また、ＰＷＭ信号の最小幅は、書き込み１ドット当たりの最大幅の１／８である１／８デューティである。
この複写機においては、主走査方向について入力画像密度の２倍の密度で点灯制御を行うので、画像データの１画素分の画像を書き込むために、主走査方向に２つのパルスを組み合わせた階調パルスを用いることができる。
【００２０】
このような階調パルスとしては、例えば図４に示したように、左寄せ（左モード）１／８デューティのパルス（１／８パルス）と左寄せ１／８パルスの組み合わせ、左寄せ２／８パルスと左寄せ２／８パルスの組み合わせ、・・・のように同じパルスを２つ組み合わせたものを用いることができる。
あるいは、左寄せ１／８パルスと右寄せ（右モード）１／８パルスの組み合わせ、左寄せ２／８パルスと右寄せ２／８パルスの組み合わせ、・・・のように左寄せパルスと右寄せパルスを組み合わせたものを用いることもできる。
さらに、左寄せ１／８パルスのみ、左寄せ２／８パルスのみ、・・・のように、１つのパルスのみにしてもよい。
また、左寄せ１／８パルスと８／８パルスの組み合わせ、左寄せ２／８パルスと左寄せ７／８パルスの組み合わせ、・・・のように、デューティの異なるパルスを組み合わせたものも用いることができる。
【００２１】
図４に示したもの以外にも、０（パルスなし）から８／８までの１／８刻みのデューティの、左寄せあるいは右寄せパルスを任意に選択して組み合わせて階調パルスとして用いることができる。
例えば、図５に示したように、右寄せパルスと左寄せパルスをこの順で組み合わせた階調パルスを用いれば、画像データ１ドット分の画像を、書き込み２ドット分の間に１つのスポットとして書き込むことになるので、スポットを安定して作像することができる。また、このときの右寄せパルスと左寄せパルスのデューティの比の設定により、書き込むスポットの位置を容易に微調整することもできる。
【００２２】
ここで、例えば左寄せ４／８パルスと左寄せ４／８パルスの組み合わせを用いた場合と、左寄せ４／８パルスと右寄せ４／８パルスを用いた場合とを比較すると、ＬＤが点灯している時間としては同じであるが、ＬＤの消灯から次の点灯までの時間が異なるため、形成される画像は異なる。
また、例えば１／８パルスのＯＮ時間を２ｎｓ（ナノ秒）とすると、ある階調のドットを形成するために６ｎｓの点灯時間が必要である場合、その階調に対応する階調パルスとしては、単純計算では、左寄せ１／８パルス＋左寄せ２／８パルス，左寄せ１／８パルス＋右寄せ２／８パルス，左寄せ２／８パルス＋左寄せ１／８パルス，左寄せ２／８パルス＋右寄せ１／８パルス，左寄せ３／８パルスのみ，右寄せ１／８パルス＋左寄せ２／８パルス，右寄せ１／８パルス＋右寄せ２／８パルス，右寄せ２／８パルス＋左寄せ１／８パルス，右寄せ２／８パルス＋右寄せ１／８パルス，右寄せ３／８パルスのみ、の１０通りの組み合わせが考えられる。しかし、これらの組み合わせは、消灯のタイミングが違う他に、パルスが細いほど立ちあがりのなまりのためにＬＤの点灯時間が理論値より短くなりやすく、実際には点灯時間がパルスのデューティに比例していない等の現象があるため、やはり各組み合わせによって形成される画像が異なる。
【００２３】
そこで、上述した組み合わせのなかから、画像データに含まれ得る各階調の画像を形成するために最適な階調パルスを予め実験で定め、ＰＷＭ信号発生部１２に備える不揮発性メモリに記憶させておく。階調パルスを定める際には、画像出力の結果を見て品質のよいものを選択することになるが、階調パルスの全ての選択肢について事前に感光体への露光エネルギを測定しておき、それを参考にして選択するとよい。ある階調の画像データの場合に必要な露光エネルギがＡ，他の階調の画像データの場合に必要な露光エネルギがＢ等とわかる場合には、これに一番近いものを選択してもよい。
例えば、この実施形態の複写機では、画像を形成するために最適な階調パルスとして、０から３の４階調の階調情報の各々について、実験で求めた階調パルスを表１に示すように設定している。
【００２４】
【表１】
0004322442.tif 000002
【００２５】
このような階調パルスを用いることにより、書き込み１ドットについて生成することのできるＰＷＭ信号の種類が少ない場合でも、画像データ１ドットに対するＰＷＭ信号は多くの選択肢から選択することができるため、ＰＷＭ信号発生部１２からこの階調パルスをＰＷＭ信号としてＬＤ駆動部１３に出力してＬＤユニット２７を駆動することにより、画像の品質を向上させることができる。
なお、階調パルスをプリンタ制御部１８あるいは装置全体を統括制御する制御部に備えるＲＯＭに記憶させておき、制御信号によってその情報をＰＷＭ信号発生部１２に設定するようにしてもよい。この場合には、ＰＷＭ信号発生部１２に備える記憶手段は揮発性のものでも構わない。
【００２６】
〔実施形態の変形例：図６乃至図１０〕
次に、上述した実施形態の変形例について説明する。
まず、複写機及び階調パルスの他の例について図６を用いて説明する。図６は、この変形例の複写機における階調パルスの例を示す波形図である。
この変形例の複写機における画像書込密度は、主走査方向が６００ｄｐｉ，副走査方向が１２００ｄｐｉであり、画像データの密度は、主走査方向，副走査方向共に６００ｄｐｉである。従って、ＬＤを副走査方向について入力画像密度の２倍の密度で点灯制御していることになる。これ以外の点は上述した実施形態の複写機と同じであるので説明を省略する。
【００２７】
この複写機においては、副走査方向について入力画像密度の２倍の密度で点灯制御を行うので、画像データの１画素分の画像を書き込むために、副走査方向に２つのパルスを組み合わせた階調パルスを用いることができる。すなわち、１ライン目（ｎライン目）のパルスと２ライン目（ｎ＋１ライン目）のパルスの組み合わせによって画像データ１画素分の画像を書き込む。
このような階調パルスとしては、例えば図６に示したように１ライン目の左寄せ１／８パルスと２ライン目の左寄せ１／８パルスの組み合わせ、１ライン目の左寄せ２／８パルスと２ライン目の左寄せ２／８パルスの組み合わせのように、同じパルスを複数組み合わせたものを用いることができる。
【００２８】
あるいは、１ライン目の左寄せ３／８パルスと２ライン目の右寄せ３／８パルスの組み合わせ、１ライン目の左寄せ４／８パルスと２ライン目の右寄せ４／８パルスの組み合わせのように、左寄せパルスと右寄せパルスを組み合わせたものを用いることもできる。
さらに、１ライン目に左寄せ５／８パルスで２ライン目はなし、１ライン目に左寄せ６／８パルスで２ライン目はなしのように、１つのパルスのみにしてもよい。
また、１ライン目の左寄せ１／８パルスと２ライン目の左寄せ２／８パルスの組み合わせ、１ライン目の左寄せ３／８パルスと２ライン目の右寄せ４／８パルスの組み合わせのように、右寄せもしくは左寄せでデューティの異なるパルスを組み合わせたもの、左寄せパルスと右寄せパルスの両方を組み合わせたものも用いることができる。
【００２９】
図６に示したもの以外にも、０（パルスなし）から８／８まで１／８刻みのデューティの、左寄せあるいは右寄せパルスを任意に選択して組み合わせて階調パルスとして用いることができる。
ここで、副走査方向に２つのパルスを組み合わせた階調パルスを組み合わせた場合でも、例えば１ライン目の左寄せ３／８パルスと２ライン目の左寄せ３／８パルスの組み合わせを用いた場合と、１ライン目の左寄せ３／８パルスと２ライン目の右寄せ３／８パルスの組み合わせを用いた場合とでは、ＬＤが点灯している時間は同じであるが、ＬＤの点灯タイミングが異なるため、形成されるドットも異なる。また、パルスが細いほど立ちあがりのなまりのためにＬＤの点灯時間が理論値より短くなりやすく、実際の点灯時間がパルスのデューティに比例していない等の現象もある。
【００３０】
そこで、図４及び図５を用いて説明した実施形態の場合と同様に、各階調のドットを形成するために最適な階調パルスを予め実験で定め、ＰＷＭ信号発生部１２に備える不揮発性メモリに記憶させておき、この階調パルスをＰＷＭ信号としてＬＤ駆動部１３に出力してＬＤユニット２７を駆動させることにより、形成される画像の品質を向上させることができる。
この場合において、画像データのある画素の１ライン目を書き込む場合には、ＰＷＭ信号発生部１２は階調パルスのうち１ライン目のパルスをＰＷＭ信号として出力し、その画素の２ライン目を書き込む場合には階調パルスのうち２ライン目のパルスをＰＷＭ信号として出力する。
【００３１】
次に、複写機及び階調パルスの更に他の例について図７を用いて説明する。図７は、この変形例の複写機における階調パルスの例を示す波形図である。
この変形例の複写機における画像書込密度は、主走査方向が１２００ｄｐｉ，副走査方向が１２００ｄｐｉであり、画像データの密度は、主走査方向，副走査方向共に６００ｄｐｉである。従って、ＬＤを主走査方向、副走査方向のそれぞれについて入力画像密度の２倍の密度で点灯制御していることになる。これ以外の点は上述した実施形態の複写機と同じであるので説明を省略する。
この複写機においては、主走査方向と副走査方向のそれぞれについて入力画像密度の２倍の密度で点灯制御を行うので、画像データの１画素分の画像を書き込むために、主走査方向と副走査方向のそれぞれに２つのパルスを組み合わせ、合計４つのパルスを組み合わせた階調パルスを用いることができる。すなわち、１ライン目（ｎライン目）のパルスと２ライン目（ｎ＋１ライン目）のパルスとして、それぞれ図４あるいは図５を用いて説明した実施形態の階調パルスを用いることによって画像データ１画素分の画像を書き込む。
【００３２】
例えば、図７に示すように、１ライン目の左寄せ１／８パルスと左寄せ１／８パルスの組み合わせ、２ライン目の左寄せ１／８パルスと左寄せ１／８パルスの組み合わせを階調パルスとして画像データ１画素分の画像を書き込むことができる。
図７に示した例の他にも、０（パルスなし）から８／８まで１／８刻みのデューティの、左寄せあるいは右寄せパルスを任意に選択して組み合わせたものを、１ライン目と２ライン目に配置して階調パルスとして用いることができる。もちろん、１ライン目のパルスと２ライン目のパルスが異なっても構わない。
この変形例においても、既に説明した実施形態や変形例の場合と同様に、各階調のドットを形成するために最適な階調パルスを予め実験で定め、ＰＷＭ信号発生部１２に備える不揮発性メモリに記憶させておき、この階調パルスをＰＷＭ信号としてＬＤ駆動部１３に出力してＬＤユニット２７を駆動することにより、形成される画像の品質を向上させることができる。
【００３３】
例えば、この変形例の複写機では、画像を形成するために最適な階調パルスとして、０から３の４階調の階調情報の各々について、実験で求めた階調パルスを表２に示すように設定している。
また、画像形成モードによって書込密度を切り替えることのできる複写機においては、例えば、普通紙モードでは主走査方向に画像データの２倍の密度で表１に示した階調パルスを用いて書き込みを行い、厚紙モードでは主走査方向、副走査方向共に画像データの２倍の密度で表２に示した階調パルスを用いて書き込みを行う（但し光量を普通紙モードの０．９５倍に設定する）ようにすることにより、普通紙モードと厚紙モード双方の画像品質を向上させ、かつ両者の画像品質を限りなく近づけることができる。
このように、画像形成モード毎に最適な階調パルスを定めることも有効である。
【００３４】
【表２】
0004322442.tif 000003
【００３５】
次に、上述した実施形態の複写機に操作部を設ける例について図８を用いて説明する。図８は、この変形例における光学ユニットの構成をその制御部も含めて示す図である。
この変形例では、図８に示すように、外部入力手段として操作パネル４４を設けている。この操作パネル４４は、数値やモードの設定を行うためのキー又はタッチパネルを備えたものであり、装置全体の操作を行うための操作部と共用するようにしてもよい。
【００３６】
そして、画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応した階調パルスの設定データをＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性記憶手段に格納し、ユーザがこの操作パネル４４から操作・入力を行うことにより、その階調パルスの設定データを変更することができるようにしている。
この不揮発性記憶手段は前述のようにＰＷＭ信号発生部１２に設けてもよいが、プリンタ制御部１８あるいは装置全体を統括制御する制御部に設け、設定された階調パルスのデータを必要に応じてＰＷＭ信号発生部１２に設けた記憶手段に転送するようにしてもよい。
【００３７】
また、パソコン等のホスト機とデータの授受を行う通信手段を設け、ホスト機から入力した情報によって階調パルスの設定データの変更を行うようにしてもよい。
このような画像形成装置によれば、画像品質の調整が容易に行え、また、感光体や発光源、トナー等に部品交換等による特性変化が生じた場合でも、これに対応して階調パルスを定めることができるので、良好な画像形成品質をより長く維持することができる。
【００３８】
次に、カラーの画像形成装置にこの発明を適用する例について図９を用いて説明する。図９は、その変形例の複写機における画像形成部の構成を示す模式図である。
図９に示すように、上述の実施形態で説明した画像形成ユニット２０を４つ並べて配置し、各画像形成ユニット２０によってイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色の画像を形成することにより、レーザ書き込み式のカラー複写機を形成することができる。
このような複写機においては、搬送用ローラ３９及び搬送用モータ４０によって回転される搬送ベルト３８によって矢印方向に搬送される記録紙２８上にまず１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を順次重ねて転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙２８上に形成することができる。
【００３９】
そして、書き込み密度の画像データの密度に対する比率に応じて、上述した実施形態や変形例で説明したように複数のパルスを組み合わせた階調パルスによってＬＤを点灯制御して各色の画像を形成することにより、形成される画像の品質を向上させることができる。
この場合において、トナーの色毎に書き込まれる静電潜像と形成される顕画像との対応関係（濃度の関係）が異なる場合には、色毎に異なった階調パルスを予め設定しておき、形成すべき画像の色に応じた階調パルスを用いるようにするとよい。
【００４０】
次に、カラーの画像形成装置にこの発明を適用するさらに別の例について図１０を用いて説明する。図１０は、その変形例の複写機における画像形成ユニットの構成を示す模式的な断面図である。
この変形例の複写機は、レーザ書き込み式の１ドラム方式のカラー複写機であり、その画像形成部には、図１０に示すように、光学ユニット２１，感光体ドラム３１，帯電器３２，除電器３７，現像ユニット７４，感光体クリーニングユニット７６，中間転写ベルト８１，紙転写ユニット８５，ベルトクリーニングユニット８６を備えている。
【００４１】
このうち、光学ユニット２１，感光体ドラム３１，帯電器３２，除電器３７については、上述した実施形態で説明したものと同じであるので、その説明は省略する。
現像ユニット７４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色の現像剤を静電潜像を形成した感光体ドラム３１の表面に接触させるように回転する現像スリーブ７４ｙ，７４ｍ，７４ｃ，７４ｋ、及びその各色の現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する図示しない現像パドルとを備えており、感光体ドラム３１上に形成された各色の画像の潜像をその色ごとに顕画像化するユニットである。
感光体クリーニングユニット７６は、上述した実施形態で説明したクリーニングユニット３６と同様なユニットである。
【００４２】
中間転写ベルト８１は、現像ユニット７４によって感光体ドラム３１上に形成された顕画像を一時的に担持する像担持体であり、駆動ローラ８２，ベルト転写バイアスローラ８３，従動ローラ８４に巻きつけられ、図示しない駆動モータによって回動される。
紙転写ユニット８５は、紙転写バイアスローラ８５ａ及び図示しない接離機構を備え、中間転写ベルト８１上に担持された画像を記録紙２８上に転写するユニットであり、ベルトクリーニングユニット８６は中間転写ベルト８１上に転写されずに残ったトナーを除去するユニットである。
この複写機は、図示しない画像読取ユニットによって読み取った画像の画像データに応じて光学ユニット２１によって感光体ドラム３１上に書き込みを行って静電潜像を形成する。ここでは、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順で画像を形成するものとするが、作像順はこれに限られるものではない。
【００４３】
画像形成動作が開始されると、まずＢＫの画像データによって書き込みを行って潜像を形成する。そして、このＢＫの潜像を先端部から現像するため、現像ユニット７４の現像位置に潜像の先端部が到達する前に現像スリーブ７４ｋの回転を開始し、ＢＫの潜像をＢＫトナーで現像する。その後、ＢＫの潜像の後端部が現像位置を通過した時点で現像動作を停止する。この停止は、少なくとも次のＣの画像データによるＣの潜像の先端部が現像位置に到達する前に行う。
感光体ドラム３１上に形成されたＢＫトナーによる顕画像は、感光体ドラム３１と等速に駆動されている中間転写ベルト８１上に転写される。この転写は、感光体ドラム３１と中間転写ベルト８１を接触させ、ベルト転写バイアスローラ８３に所定の電圧を印加することによって行う。
【００４４】
感光体ドラム３１上には、同様の工程でＣ，Ｍ，Ｙの画像も形成し、順次中間転写ベルト８１上に位置合わせして重ねて転写する。４色の画像の中間転写ベルト８１上への転写が終了すると、紙転写ユニット８５によってその４色重ね画像を、図示しない搬送ベルト上を矢印Ａ方向に搬送されてきた記録紙２８上に一括転写する。そして、この画像は図示しない定着ユニットによって定着する。ここで、記録紙２８は中間転写ベルト８１上の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。
なお、紙転写ユニット８５の紙転写バイアスローラ８５ａは通常は中間転写ベルト８１と離間しており、中間転写ベルト８１に担持された４色重ね画像を転写する時のみ、接離機構によって押圧され、所定のバイアス電圧を印加して記録紙に画像を転写する。また、ベルトクリーニングユニット８６も接離機構を備え、各色の画像を中間転写ベルト７１上に担持している間は、ブレードが中間転写ベルト７１に当接しないようにしている。
【００４５】
このような複写機においても、画像データの密度と書き込み密度の比率に応じて、上述した実施形態や変形例で説明したように複数のパルスを組み合わせた階調パルスによってＬＤを点灯制御して各色の画像を形成することにより、高い品質の画像を形成することができる。
この場合においても、トナーの色毎に書き込まれる静電潜像と形成される顕画像との対応関係が異なる場合には、色毎に異なった階調パルスを予め設定しておき、形成すべき画像の色に応じた階調パルスを用いるようにするとよい。
【００４６】
ところで、従来の技術の項で説明したように、近年、光ビームの光源として６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤが用いられるようになってきている。６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤは従来の７８０ｎｍ帯のＬＤに比べ、スポットが小さく絞れるという利点があるため、高密度の書き込みを行う際に６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤを用いることは重要である。
一方で、この赤色ＬＤには、ＬＤ発光開始信号に対して実際に発光を開始するタイミングが遅れる特性がある。従って、書込密度や記録速度によっては、低いデューティのパルスは実質的に使用できず、また点灯時間とパルスのデューティとの比例関係は大きく崩れている。しかし、このような場合でも、上述したような階調パルスを用いれば、パルスの選択肢が豊富であるので、このような問題に関わらず、画像データに含まれ得る階調情報の各々に対応した画像を品質よく形成することができる。従って、６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤを光源とするレーザ書き込み式の画像形成装置にこの発明を適用することは特に有効である。
【００４７】
ところで、以上説明した各実施形態及び変形例では、ＬＤを主走査方向と副走査方向の少なくとも一方について入力画像密度の２倍の密度で点灯制御する例について説明したが、比率は２倍に限られるものではなく、２以上の整数（ｎ）倍の密度で点灯制御する画像形成装置にもこの発明を適用できる。この場合には、階調パルスをｎ個のパルスの組み合わせによって構成するようにすればよい。主走査方向と副走査方向で比率が異なってももちろん構わない。
また、生成することのできるパルスのデューティが１／８刻みである場合について説明したが、１／４刻みでしか生成できない場合、１／１６刻みで生成できる場合等、他の刻みのデューティでパルスを生成する場合でもこの発明を同様に適用できることは、いうまでもない。
さらに、以上説明した各実施形態及び変形例においては、この発明を複写機に適用した例について説明したが、プリンタ，ＦＡＸ装置，印刷機，デジタル複合機等の他の画像形成装置についても同様に適用できることも言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像形成装置によれば、書き込み１ドットについて生成することのできるＰＷＭ信号の種類が少ない場合でも、画像データ１ドットに対するＰＷＭ信号は多くの選択肢から選択することができるため、形成する画像の品質を向上させることができる。
ビーム光の光源として赤色ＬＤを用いる場合でも、発光信号に対する応答が遅いという問題に関わらず適切な階調パルスを設定することができるので、赤色ＬＤを光源として用いる画像形成装置に適用すると特に有効である。
また、外部入力手段を設け、その外部入力手段の入力情報によって階調パルスの設定値を変更できるようにすれば、画像品質の調整が容易に行え、また、感光体や発光源に部品交換等による特性変化が生じた場合でも、これに対応した設定値を定めることができるので、良好な画像形成品質をより長く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である複写機のＬＤ制御部の構成を示すブロック図である。
【図２】その複写機の画像形成部の画像形成ユニットの構成を示す模式的な断面図である。
【図３】その複写機の光学ユニットの構成を制御回路も含めて示す図である。
【図４】その複写機における階調パルスの例を示す波形図である。
【図５】その別の例を示す波形図である。
【図６】この発明の実施形態の変形例における階調パルスの例を示す波形図である。
【図７】そのさらに別の変形例における階調パルスの例を示す波形図である。
【図８】そのさらに別の変形例における光学ユニットの構成をその制御部も含めて示す図である。
【図９】さらに別の変形例における画像形成部の構成を示す模式図である。
【図１０】さらに別の変形例における複写機の画像形成ユニットの構成を示す模式的な断面図である。
【図１１】６５０ｎｍ帯の赤色ＬＤの発光特性を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１０：ＬＤ制御部          １２：ＰＷＭ信号発生部
１３：ＬＤ駆動部    １４：ポリゴンモータ駆動制御部
１５：同期検出用点灯制御部
１６：書込クロック発生部
１７：位相同期クロック発生部
１８：プリンタ制御部      ２０：画像形成ユニット
２１：光学ユニット        ２２：ポリゴンモータ
２３：ポリゴンミラー      ２４：ｆθレンズ
２５：バレルトロイダルレンズ
２６：ミラー              ２７：ＬＤユニット
２８：記録紙              ２９：光ビーム
３１：感光体ドラム        ３２：帯電器
３４，７４：現像ユニット  ３５：転写器
３６：クリーニングユニット  ３７：除電器
３８：搬送ベルト          ３９：搬送用ローラ
４０：搬送用モータ        ４１：ミラー
４２：レンズ              ４３：同期検知センサ
４４：操作パネル
７４ｋ，７４ｃ，７４ｍ，７４ｙ：現像スリーブ
７６：感光体クリーニングユニット
８１：中間転写ベルト      ８２：駆動ローラ
８３：ベルト転写バイアスローラ
８４：従動ローラ          ８５：紙転写ユニット
８５ａ：紙転写バイアスローラ
８６：ベルトクリーニングユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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