JP2783328B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザー光を露光源とする画像形成装置に関
する。
する。
［従来の技術］ 近年、デスクトツプ型のプリンター市場の発展が目ざ
ましく、特に電子写真方式のレーザービームプリンター
はその高画質と高速性のために急速に普及しつつある。
技術の進歩に伴い小型化、低価格化もすすみパーソナル
ユースの製品も数多く登場しつつある。そして、プリン
ターの性能は文字フオントの滑らかな表現とグラフイツ
ク画像の多階調な表現といつた要求を満たすために、解
像度、階調性のより高いものが必要になりつつある。
ましく、特に電子写真方式のレーザービームプリンター
はその高画質と高速性のために急速に普及しつつある。
技術の進歩に伴い小型化、低価格化もすすみパーソナル
ユースの製品も数多く登場しつつある。そして、プリン
ターの性能は文字フオントの滑らかな表現とグラフイツ
ク画像の多階調な表現といつた要求を満たすために、解
像度、階調性のより高いものが必要になりつつある。
［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、従来製品ではデジタル画像を表現する
場合、画像配置が基盤目状のマトリクス配置となつてい
るために斜線の再現に関して、いわゆるジヤギーと呼ば
れるギザつきが発生することは避けられない。解像度を
ある程度高めても文字フオントの斜め線の部分やグラフ
イツク画像においてはこのギザつきが目立ち、みかけ上
の画像品位を低下させている。
場合、画像配置が基盤目状のマトリクス配置となつてい
るために斜線の再現に関して、いわゆるジヤギーと呼ば
れるギザつきが発生することは避けられない。解像度を
ある程度高めても文字フオントの斜め線の部分やグラフ
イツク画像においてはこのギザつきが目立ち、みかけ上
の画像品位を低下させている。
［課題を解決するための手段］ そこで本発明においてはレーザー光を露光源とする画
像形成装置であって、前記レーザー光の主走査方向への
偏向時に副走査方向へレーザースポットを微小幅だけ変
位させるレーザー光偏向手段を有し、該偏向手段は、副
走査方向へのドットの変位により奇数および偶数ライン
を形成することにより、隣接する主走査ライン間の領域
をも走査可能とし、画素の副走査方向の密度を増やし、
文字フオントやグラフイツクの斜線のイツクの斜線の表
現性を著しく高めると同時に階調再現性をも高めたもの
である。また、これにより高解像、高階調な画像を得る
ことができる。
像形成装置であって、前記レーザー光の主走査方向への
偏向時に副走査方向へレーザースポットを微小幅だけ変
位させるレーザー光偏向手段を有し、該偏向手段は、副
走査方向へのドットの変位により奇数および偶数ライン
を形成することにより、隣接する主走査ライン間の領域
をも走査可能とし、画素の副走査方向の密度を増やし、
文字フオントやグラフイツクの斜線のイツクの斜線の表
現性を著しく高めると同時に階調再現性をも高めたもの
である。また、これにより高解像、高階調な画像を得る
ことができる。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の主要な構成を示す構成図
であつて、レーザースキヤナー１によりレーザー光源か
ら発生したレーザー光は主走査方向に偏向されるととも
に、ｆ−θレンズ２により光学的な種々の補正を経た
後、感光体ドラム５上に焦点を結び、感光体を露光
し、、静電潜像を形成する。ここで実施例においてはレ
ーザーの光路上に電気光学素子（EOD）あるいは音響光
学素子（AOD）等による光偏向器３を配置している。レ
ーザースキヤナー１が主走査方向の走査を行なうのに対
して、この光偏向器３の作用は図に示すように、副走査
方向にレーザースポツトを微小距離、例えば半ドツトな
いし１ドツト分程度変位させる。
であつて、レーザースキヤナー１によりレーザー光源か
ら発生したレーザー光は主走査方向に偏向されるととも
に、ｆ−θレンズ２により光学的な種々の補正を経た
後、感光体ドラム５上に焦点を結び、感光体を露光
し、、静電潜像を形成する。ここで実施例においてはレ
ーザーの光路上に電気光学素子（EOD）あるいは音響光
学素子（AOD）等による光偏向器３を配置している。レ
ーザースキヤナー１が主走査方向の走査を行なうのに対
して、この光偏向器３の作用は図に示すように、副走査
方向にレーザースポツトを微小距離、例えば半ドツトな
いし１ドツト分程度変位させる。
第２図は（ａ）が従来のレーザー偏向によるドツト配
置例を示す図で、（ｂ）が本発明の一例にしたがうレー
ザー偏向によるドツト配置例を示す図である。図からの
明らかなように、従来方式ではドツト10は単純に基板目
上に配置されているのに対して、本発明により、副走査
方向への偏向を追加することによりドツト10′で示され
るドツト配置が可能となる。つまり隣接するドツト間隔
をより緻密にできるので、得られる画像品質もこれに伴
なつて向上することが可能になる。
置例を示す図で、（ｂ）が本発明の一例にしたがうレー
ザー偏向によるドツト配置例を示す図である。図からの
明らかなように、従来方式ではドツト10は単純に基板目
上に配置されているのに対して、本発明により、副走査
方向への偏向を追加することによりドツト10′で示され
るドツト配置が可能となる。つまり隣接するドツト間隔
をより緻密にできるので、得られる画像品質もこれに伴
なつて向上することが可能になる。
第３図は、実際の文字やグラフイメージを印刷した時
に得られる効果を比較した図で、第３図に示すように従
来例の（ａ）に比べて実施例の（ｂ）が、より豊かに文
字フオントを表現するだけでなく、ラインのハーフドツ
トずらしをしない単純倍密のもの（ｃ）と比較しても斜
め線がより滑らかになり、印字品位が向上していること
は図面から明瞭である。グラフイツク像も従来例（ｄ）
に比べ、本実施例の（ｅ）は原画の再現性が向上する。
に得られる効果を比較した図で、第３図に示すように従
来例の（ａ）に比べて実施例の（ｂ）が、より豊かに文
字フオントを表現するだけでなく、ラインのハーフドツ
トずらしをしない単純倍密のもの（ｃ）と比較しても斜
め線がより滑らかになり、印字品位が向上していること
は図面から明瞭である。グラフイツク像も従来例（ｄ）
に比べ、本実施例の（ｅ）は原画の再現性が向上する。
第４図は、第１図に示すコントローラ４による副走査
方向への偏向制御のタイミングチヤートであり、oddとe
venで示される信号は互いに反する極性にドライブされ
ている。つまり、画像用信号の１ドツト単位に同期して
副走査方向にたいして上下に繰り返しレーザー光を偏向
する。
方向への偏向制御のタイミングチヤートであり、oddとe
venで示される信号は互いに反する極性にドライブされ
ている。つまり、画像用信号の１ドツト単位に同期して
副走査方向にたいして上下に繰り返しレーザー光を偏向
する。
第５図はEOD3を利用した副走査方向への偏向原理を示
す図で、（ａ）は副走査方向上側に、（ｂ）は下側にそ
れぞれレーザービーム７が偏向された様子を示す。EOD3
は、その両端の電極に印加される電圧の極性による光学
的な偏向特性を有し、第５図（ａ）、（ｂ）の様に電極
に与えられる印加電圧の極性によつて副走査方向２方向
へレーザー光を偏向する。
す図で、（ａ）は副走査方向上側に、（ｂ）は下側にそ
れぞれレーザービーム７が偏向された様子を示す。EOD3
は、その両端の電極に印加される電圧の極性による光学
的な偏向特性を有し、第５図（ａ）、（ｂ）の様に電極
に与えられる印加電圧の極性によつて副走査方向２方向
へレーザー光を偏向する。
第１図においては、レーザースキヤナーの前面にAOD
あるいはEOD等の光偏向器を配置することにより、以上
のようなライン毎にハーフドツトずらしをおこなつてい
るが、レーザー光源の直後にそれらを配置しても同様の
作用を得ることができる。この場合、AODやEODはレーザ
ー光スキヤン巾よりは、はるかに小さいものでよいが、
例えば、ポリゴンミラー式のレーザースキヤナーと組合
せる場合には、２点で各々反射角を精度良く決めなけれ
ばならないのでポリゴンミラーの設計、製造にはより精
度が要求される。
あるいはEOD等の光偏向器を配置することにより、以上
のようなライン毎にハーフドツトずらしをおこなつてい
るが、レーザー光源の直後にそれらを配置しても同様の
作用を得ることができる。この場合、AODやEODはレーザ
ー光スキヤン巾よりは、はるかに小さいものでよいが、
例えば、ポリゴンミラー式のレーザースキヤナーと組合
せる場合には、２点で各々反射角を精度良く決めなけれ
ばならないのでポリゴンミラーの設計、製造にはより精
度が要求される。
一般に、レーザー光の焦点深度は深いものであるた
め、感光体の僅かの変位（10μｍ程度）で画質が大幅に
変化するものではないが本発明を第１図に示したような
円筒ドラム形状の感光体に対して応用した場合にはレー
ザー光の副走査方向の変位によつて焦点位置が感光体表
面から外れることも考えられる。これを防ぐためには第
６図（ａ）に示したように焦点位置が変位の両端におい
て変化しないように感光体表面に対する距離l1,l2が等
しくなるように感光体表面を曲面（ドラム）とする。こ
れにより光偏向による焦点位置の変動を防ぐことができ
る。
め、感光体の僅かの変位（10μｍ程度）で画質が大幅に
変化するものではないが本発明を第１図に示したような
円筒ドラム形状の感光体に対して応用した場合にはレー
ザー光の副走査方向の変位によつて焦点位置が感光体表
面から外れることも考えられる。これを防ぐためには第
６図（ａ）に示したように焦点位置が変位の両端におい
て変化しないように感光体表面に対する距離l1,l2が等
しくなるように感光体表面を曲面（ドラム）とする。こ
れにより光偏向による焦点位置の変動を防ぐことができ
る。
スキヤナーをドラム内部に配置した場合も（同ｂ図）
に示すようにl1,l2を等しくした全く同様の方式が可能
である。レーザー焦点の描く円弧とドラム円周とが一致
するような構成とするのが最も効率的である。すなわち
レーザースキヤナーを感光体の曲率中心に置くべきであ
る。
に示すようにl1,l2を等しくした全く同様の方式が可能
である。レーザー焦点の描く円弧とドラム円周とが一致
するような構成とするのが最も効率的である。すなわち
レーザースキヤナーを感光体の曲率中心に置くべきであ
る。
［他の実施例］ しかしながら、ドットサイズを合わせるために上述し
たような特殊な構成を採用しなくとも、実際は記録され
るドットの大きさが第９図（ｂ）のように偶数番目のラ
インと奇数番目のラインで若干変動する程度であるの
で、この変動は第７図のようにγ補正を行なうことによ
り、高品質の画像を得ることが可能である。これは電子
写真式レーザープリンターの例であるが、外部信号を一
時バツフア11に蓄えた後に偶数番目（even）のラインと
奇数番目（odd）のラインで各々別々のｒ補正12及び1
2′を行なう。実際的な一つの方法としてはアナログ的
にevenでレーザーの発光強度を変えるようにレーザー光
源の駆動を制御すれば第９図ａで示すようにドットサイ
ズはほぼ等しくなる。
たような特殊な構成を採用しなくとも、実際は記録され
るドットの大きさが第９図（ｂ）のように偶数番目のラ
インと奇数番目のラインで若干変動する程度であるの
で、この変動は第７図のようにγ補正を行なうことによ
り、高品質の画像を得ることが可能である。これは電子
写真式レーザープリンターの例であるが、外部信号を一
時バツフア11に蓄えた後に偶数番目（even）のラインと
奇数番目（odd）のラインで各々別々のｒ補正12及び1
2′を行なう。実際的な一つの方法としてはアナログ的
にevenでレーザーの発光強度を変えるようにレーザー光
源の駆動を制御すれば第９図ａで示すようにドットサイ
ズはほぼ等しくなる。
またレーザー発光時間を制御してドツトの大きさを変
調することも可能であるので、この技術にによりドット
サイズを調整出来る。ドツトサイズの制御としては、第
11図のようにoddとevenで三角波信号のスライスレベル
を異ならせ、例えばドツトサイズが小さいラインはスラ
イスレベルを下げ、画像信号を長めにすることでoddとe
venのドツトの大きさを同等にすることができる。図に
おける太線の領域の時間巾が画像のドツトの大きさと対
応関係にある。
調することも可能であるので、この技術にによりドット
サイズを調整出来る。ドツトサイズの制御としては、第
11図のようにoddとevenで三角波信号のスライスレベル
を異ならせ、例えばドツトサイズが小さいラインはスラ
イスレベルを下げ、画像信号を長めにすることでoddとe
venのドツトの大きさを同等にすることができる。図に
おける太線の領域の時間巾が画像のドツトの大きさと対
応関係にある。
さらに、以上述べたのは補正手段としてラインのodd
とevenのドツトの大きさをそろえることが目的であつた
が、逆にoddとevenのドツトの大きさを変えることによ
りodd−even間でのドツトのつながりを利用して画素形
状を何通りにも変えて表現性を向上させることも可能で
あるから、本発明の前記の構成はライン毎のドツトの大
きさの単なる補正手段としてのみ、とらえられるもので
はない。
とevenのドツトの大きさをそろえることが目的であつた
が、逆にoddとevenのドツトの大きさを変えることによ
りodd−even間でのドツトのつながりを利用して画素形
状を何通りにも変えて表現性を向上させることも可能で
あるから、本発明の前記の構成はライン毎のドツトの大
きさの単なる補正手段としてのみ、とらえられるもので
はない。
次にイメージ画像においてはoddとevenで各々別のｒ
補正用のテーブルをもつたROMを使つて画像の階調性等
の表現力を高めることができる。例えばデイザパターン
をoddとevenで別々のスライスパターンを用意してお
き、画像信号を両者に振り分けて制御することで、より
精密な階調表現が可能となる。
補正用のテーブルをもつたROMを使つて画像の階調性等
の表現力を高めることができる。例えばデイザパターン
をoddとevenで別々のスライスパターンを用意してお
き、画像信号を両者に振り分けて制御することで、より
精密な階調表現が可能となる。
第８図はモード選択スイッチ13でノーマルピツチを選
択したとき、奇数ライン選択信号で画像データがノーマ
ルピツチ制御部14に与えられ、光偏向をかけない通常の
信号をγ補正部15でγ補正して出力する（第10図ａ）。
一方、モード選択スイツチ13がハーフドツト倍密を選択
したとき、倍密偶数ライン信号で同一の画像データ基づ
きハーフドツトサイズの偶数ラインのドットを倍密のハ
ーフドツトを制御部16で発生し、先にノーマルピツチで
形成したドツトの主走査方向に対して右下にハーフサイ
ズで記録する（第10図ｂ）。すなわち、モード切換可能
として、ハーフドツトずらしの倍密画像で副走査方向の
画素ピツチを可変とする構成である。各々で画像出力の
ｒ特性が異なるため、ｒ補正用のテーブル15、17と２種
類用意しておき補正を行なうようにしたものである。
択したとき、奇数ライン選択信号で画像データがノーマ
ルピツチ制御部14に与えられ、光偏向をかけない通常の
信号をγ補正部15でγ補正して出力する（第10図ａ）。
一方、モード選択スイツチ13がハーフドツト倍密を選択
したとき、倍密偶数ライン信号で同一の画像データ基づ
きハーフドツトサイズの偶数ラインのドットを倍密のハ
ーフドツトを制御部16で発生し、先にノーマルピツチで
形成したドツトの主走査方向に対して右下にハーフサイ
ズで記録する（第10図ｂ）。すなわち、モード切換可能
として、ハーフドツトずらしの倍密画像で副走査方向の
画素ピツチを可変とする構成である。各々で画像出力の
ｒ特性が異なるため、ｒ補正用のテーブル15、17と２種
類用意しておき補正を行なうようにしたものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、AODあるいはEOD等の光偏向器を
レーザースキヤナーの光信号と同期させて制御してレー
ザー光の主走査方向への偏向時に副走査方向へのドット
の変位により奇数、偶数ラインを形成することにより、
斜め線のジヤギーが目立たなくなり文字フオントはより
精密な表現が可能となつた。
レーザースキヤナーの光信号と同期させて制御してレー
ザー光の主走査方向への偏向時に副走査方向へのドット
の変位により奇数、偶数ラインを形成することにより、
斜め線のジヤギーが目立たなくなり文字フオントはより
精密な表現が可能となつた。
また、グラフイツク画像等の斜め線にも良い再現性を
持たせることができる。写真等のイメージ画像において
もoddとevenで異なるｒ特性を付与すれば、より高い階
調再現が可能となる。
持たせることができる。写真等のイメージ画像において
もoddとevenで異なるｒ特性を付与すれば、より高い階
調再現が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の主要な構成を示す構成図、 第２図は従来例および本発明の実施例に従う画素配列を
示す図、 第３図は従来例および本発明の実施例に従う画素配列を
さらに特徴的に示す図、 第４図は偏向制御のタイミングチヤート、 第５図は副操作方向へ偏向させる原理を示す原理図、 第６図は好適な実施例で使用する感光体と焦点距離との
関係を示す図、 第７図は本発明の他例を示すブロツク図、 第８図は本発明のさらに他例を示すブロツク図 第９図は第７図の実施例の記録結果を示す図、 第10図は第８図の実施例の記録結果を示す図 第11図はドツトの大きさを制御するに使用するPWM説明
図である。 図中、１……レーザースキヤナー、２……ｆ−θレン
ズ、３……光偏向器、４……コントローラ、５……感光
体、５′……ドラム基板、６……一次帯電器、７……現
像器、８……転写帯電器、９……クリーナー、10……ド
ツト、11……バツフア、12,12′……ｒ補正部である。
示す図、 第３図は従来例および本発明の実施例に従う画素配列を
さらに特徴的に示す図、 第４図は偏向制御のタイミングチヤート、 第５図は副操作方向へ偏向させる原理を示す原理図、 第６図は好適な実施例で使用する感光体と焦点距離との
関係を示す図、 第７図は本発明の他例を示すブロツク図、 第８図は本発明のさらに他例を示すブロツク図 第９図は第７図の実施例の記録結果を示す図、 第10図は第８図の実施例の記録結果を示す図 第11図はドツトの大きさを制御するに使用するPWM説明
図である。 図中、１……レーザースキヤナー、２……ｆ−θレン
ズ、３……光偏向器、４……コントローラ、５……感光
体、５′……ドラム基板、６……一次帯電器、７……現
像器、８……転写帯電器、９……クリーナー、10……ド
ツト、11……バツフア、12,12′……ｒ補正部である。
Claims (8)
- 【請求項１】レーザー光を露光源とする画像形成装置で
あって、前記レーザー光の主走査方向への偏向時に副走
査方向へレーザースポットを微小幅だけ変位させるレー
ザー光偏向手段を有し、該偏向手段は、副走査方向への
ドットの変位により奇数および偶数ラインを形成するこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】前記微小幅がほぼ１画素あるいはそれ以下
であることを特徴とする請求項第１項記載の画像形成装
置。 - 【請求項３】副走査方向にスポツト位置が微小変位する
レーザー光の焦点に感光体面が位置するように感光体が
曲面をなすことを特徴とする請求項第１項記載の画像形
成装置。 - 【請求項４】副走査方向へのレーザー光偏向手段の偏向
中心が感光体の軸中心を通る光路上にあり、かつレーザ
ー光偏向手段が感光体の曲率中心に位置することを特徴
とする請求項第３項記載の画像形成装置。 - 【請求項５】前記感光体が光透過性の感光体基板を有
し、該感光体に対し、基板裏面より露光および潜像形成
を行なうことを特徴とする請求項第４項記載の画像形成
装置。 - 【請求項６】副走査方向への偏向が初めの主走査ライン
と次の主走査ラインとの中間に位置することをさらに特
徴とする請求項第１項記載の画像形成装置。 - 【請求項７】副走査方向に偏向されるときの前記レーザ
ーの駆動条件を発光強度、または発光時間において他の
条件と異ならしめることをさらに特徴とする請求項第１
項記載の画像形成装置。 - 【請求項８】副走査方向の画素ピッチがモードに従い切
り替え可能であり、各モードごとに異なるγ特性を与え
るような信号補正を行なうことを特徴とする請求項第１
項記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268226A JP2783328B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 画像形成装置 |
| US07/598,186 US5182575A (en) | 1989-10-17 | 1990-10-16 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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