JPH02269375A - デジタル記録装置の記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビームを用いて画像形成を行うデジタル
記録装置の記録方法に関する。

〔従来の技術〕

レーザビームを用いたデジタル記録装置において階調情
報を記録する場合、一般にはデイザ法に代表される面積
階調再現法が用いられる。この場合、多（の階調数を再
現するためには、大きなマトリクスを組む必要がある。

しかし、このようにすると、マトリクス数に反比例して
解像力が大幅に低下する。

この欠点を改善するものとして、パルス幅変調によって
１つのレーザビームを多数に分割して階調表現する多値
デイザ法が提案されている。しかし、この場合でもマト
リクスを組む必要があり、やはり解像力の低下を免れる
ことはできない。また、この変調法ではパルス幅を小さ
くすることに限界があり、高速でパルス幅が短い場合、
これを更に短（することは殆ど不可能に近い。

以上の問題を解決するデジタル記録装置として、例えば
、特開昭６３−１７３０７４号がある。ここに示される
構成は、［画素を複数のビームで形成して１画素の階調
表現を行うものであり、第１図に示す構成の読取部と第
２図に示す記録部とを備えている。

すなわち、第１図に示すように、ボックス型の本体の上
部には、原稿を載置するコンタクトガラス１２が設けら
れ、そのガラス面を一端が蝶着された圧板１１が開閉で
きるようにされている。コンタクトガラス１２上の原稿
を照明するために、照明装置１８がコンタクトガラス１
２の下部に配設されている。この照明装置１８の照明光
による原稿面での反射光を所定方向へ反射させるために
ミラー１５．１６及び１７が配設され、結像用のレンズ
１３を介して読取素子であるＣＣＤ１４に画像が結像す
る。

このＣＣＤ１４で受像された画像は、不図示のデジタル
処理回路によって処理され、その結果を用いて記録処理
を第２図に示す記録部により実行する。

第２図に示すように、デジタル記録情報に応じて駆動さ
れる半導体レーザアレイ２１の出力光は、集光レンズ２
２によって集光され、その集光位置に反射面を有する回
転多面鏡２３が配設されている。回転多面鏡２３は６面
の反射面を有し、その回転に応じて入射光を水平方向へ
振るように出射させ、ビーム走査を行う、その出射光の
通過する光路上には、ｆθレンズ２４が設置され、回転
多面鏡２３によって偏向されたレーザビームの走査速度
を補正する。なお、ｆθレンズ２４の出力光は、回転す
る感光体ドラム２５の表面の長手方向にレーザビームを
照射する。レーザビームの走査開始を検知するために、
感光体ドラム２５の端部の記録形成の邪魔にならない部
位に反射鏡２６を介してビームを導入するビーム検知器
２７が設けられている。

半導体レーザアレイ２１は、複数の半導体レーザを１列
に配置して構成され、同一方向へレーザビームが出力さ
れるようにされている。

第２図の構成では、記録情報に応じた駆動信号が半導体
レーザアレイ２１に印加されると、その集光されたレー
ザビームは回転多面鏡２３の反射面に入光する０回転多
面鏡２３は、回転しているため、その回転に応じて成る
角度範囲に偏向出射する。その出射光は、ｆθレンズ２
４によって走査速度が補正された後、すでに帯電されて
いる感光体ドラム２５にビームの強度、点消灯に応じた
露光を行い、静電潜像を形成する。この静電潜像を不図
示の現像装置を用いてトナー現像し、さらに不図示の転
写装置によってトナー像を記録用紙に転写することによ
り、記録が行われる。さらに、不図示の定着装置によっ
てトナー像を記録用紙に定着させることにより、記録処
理が終了する。

ところで、上記構成のデジタル複写装置では、ビームＢ
ｌ、　　ビームＢ２の２つのビームを用い、一方のビー
ムに対し他方のビームのパワーを２倍にして、１画素内
で４段階の階調が得られるようにしている。

ビームＢｌ、ビームＢ２を次のように駆動することによ
り、第３図に示すような露光状態が得られる。

■　ビームＢｌ、　ビームＢ２のいずれも点灯しない。

■　ビームＢ２のみを点灯する。

■　ビームＢ１のみを点灯する。

■　ビームＢｌ、　　ビームＢ２を共に点灯する。

このような点灯方法によれば、上記■〜■の夫々の画素
の露光面積は、 ０　：　１／３　：　２／３　：　３／３の比率になり
、１画素で４階調の表現を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第１図〜第３図に示したような従来のデジタル
記録装置にあっては、マトリクスを組んだ際の解像力の
低下の助士を目的として、レーザビームのスポット径の
微細化を行うと、スポット径に反比例した潜像形成時間
を必要とし、記録速度が大幅に低下する不都合があった
。これは、パルス幅のみにより画素の形成をおこなって
いることに原因がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてなさ
れたもので、解像力及び記録速度を損なうことなく多階
調表現が可能なデジタル記録装置の記録方法を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は、階調表現された
画像信号によりパルス変調したレーザビームを用いて電
子写真方式により記録を行うデジタル記録装置において
、前記レーザビームの少なくとも１つをパワー変調し、
そのレーザビームを１画素内の１つのビームスポットに
対し単一もしくは他のレーザビームに重畳させるように
している。

また、前記パワー変調は、そのレベルをレーザビーム毎
に異ならせることができる。

〔作用〕

上記手段によれば、パルス変調に加えてパワー変調を行
うことにより、パルス変調の特徴であるリアルタイム化
と、パワー変調の特徴とする高速化を併せ持った変調を
行うことができ、ドツト径及び電位の異なる画素の形成
が可能になる。この結果、解像力及び記録速度を損なわ
ない多階調表現が可能になる。

また、パワー変調は、そのレベルをレーザビーム毎に異
ならせることにより、多階調表現が効果的に実行される
。

（実施例〕 以下、本発明によるデジタル記録装置の記録方法を具体
的に説明する。

レーザビームパワーが、ガウシアン分布であると仮定す
ると、レーザビームの主走査（第２図の感光体ドラム２
５の長さ方向の走査）及び副走査（感光体ドラム２５の
円周方向の走査）をＸ及びｙとし、レーザビームが原点
から速度Ｖで主走査方向に走査するとき、を秒後の点（
ｘ、ｙ）でのレーザビームパワーＢ　（ｘ、ｙ、ｔ）は
、次式で表される。

Ｂ　ＱＣｅ　−（Ｘ　−ＶＬＩ’　／ｍ”　−Ｆ”／ｂ
”　　、−−−、−、、、、−、、（１）（１）におい
て、ａ／ｂはレーザビームスポットの長袖に対する短軸
の比を表している。そして、これを用いて偏平率Ｈが次
式で表される。

Ｈ＝（ｂ−ａ）／ｂ　　　　　　（２）レーザビーム書
き込みによる感光体ドラム２５への潜像強度は、レーザ
ビームパワーの積分値に比例するので、レーザビームを
１秒間走査した後の静電潜像強度Ｅ　（ｘ、ｙ、Ｔ）は
次式のようになる。

Ｅｃｃ５？　６−（”−νｔ）″Ｌ／畠λ−ｙ’／ｂ’
　　ｄ　ｔここで、ドツトピッチＰを用いて、次式のよ
うに）’＋３’＋Ｔ及びＥを無次元化すると、Ｘ”　＝
ｘ／Ｐ、　　　Ｙ”　＝ｙ／Ｐ。

Ｔ”　＝　ｖ　Ｔ／　Ｐ　。

Ｅ”　＝Ｅ　（ｘ、Ｆ＋　Ｔ）／Ｅｍ ・−・・・・・−・−・・（４） となる。そして、Ｘ”−１及びＹｌ−１は、夫々レーザ
ビームがドツトピッチ２間を走査するのに必要な走査方
向の距離及びパルス幅を示している。

また、Ｅ、１、は、Ｅの最大値であり、Ｙ”−０におい
て十分に大きなＴ１の値に対して得られる静電潜像強度
を示している。

したがって、レーザビームによる静電潜像は、レーザビ
ームパワー及びレーザビームを走査する時間（すなわち
パルス幅）によって制御することができる。この場合、
レーザビームパワーヲ一定にしてパルス幅のみを制御す
ると、パワー変調法が実現できる。また逆に、パルス幅
を一定にしてレーザビームパワーを制御するとパルス幅
変調法が実現できる。このうち、パルス幅変調法が上記
従来構成の説明の如く高速化には適さない。一方、パワ
ー変調法は、リアルタイムでレーザビームパワーを変調
することが困難であるという問題をかかえている。

そこで、本発明では、パルス幅変調法及びパワー変調法
の各々が有する欠点を解消するために、特開昭６３−１
７３０７４号における複数の半導体レーザのレーザビー
ムパワーを各々独立に可変できるようにし、予め異なる
パワーに設定したレーザビームを感光体ドラム２５上に
ビームスポットとして結像させている。そして、各レー
ザビームに対してパルス幅変調法を行うことによって、
１画素をパワー変調とパルス幅変調の組合わせでビーム
スポット径及び、その強度の異なる１ドツトを表現でき
るようになる。

この場合、複数の半導体レーザ及び１．これら独立に駆
動する複数のレーザ駆動源を有するが、従来のように１
画素内の別々の部位に複数のドツトを形成するのではな
く、階調レベルに応じたパワーのレーザを１つまたは複
数のレーザビームを同一箇所に重畳する。このようにす
ることによって、１ドツトのドツト径及び、その電位レ
ベルの異なる画素が形成される。

以上のように、パワー変調とパルス変調を組合わせるこ
とにより、具体的に次のような利点が得られる。

（１）　　デイザ法では、多数のドツトで１画素を形成
するため、１ドツトを高速で書き込まないと１画素の形
成に時間を要する（例えば、８×８マトリクスでは、主
走査方向だけでも８ドツトを書き込まないと１画素の要
素にならない）。しかし、本発明によれば、ｔａ素−１
ドツトのため、書き込み速度は遅く（上記の例では１／
８の速度）で十分であり、実質的には高速化が可能であ
る。

（２）　　パルス幅変調のみでは短時間すぎてドツト形
成が不可能なパルス時間に対しては、パワーの小さいレ
ーザを対応させ、潜像電位の低いドツトとして形成し、
対応する階調情報を再現できるため、高速においても微
小かつ低濃度の再現が可能になる。

（３）デイザ法または多値デイザ法が面積階調のみで硬
調な画質を感じさせるのに対し、本発明のように、潜像
電位の高低すなわちアナログ変調を導入することにより
、銀塩写真的な軟質で滑らかな画質を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上より明らかな如く、本発明によれば、階調表現され
た画像信号によりパルス変調したレーザビームを用いて
電子写真方式により記録を行うデジタル記録装置におい
て、前記レーザビームの少なくとも１つをパワー変調し
、そのレーザビームを１画素内の１つのビームスポット
に対し単一もしくは他のレーザビームに重畳させるよう
にしたので、解像力及び記録速度を損なうことな（多階
調表現が可能になる。

また、パワー変調のレベルをレーザビーム毎に異ならせ
ることにより、多階調表現が効果的に実行される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のデジタル記録装置の読取部及
び記録部の構成を示す模式的正面図及び模式的斜視図、
第３図は従来のデジタル記録装置の２つのパワーの異な
るビームによる画素の模式２１−−−−−−・半導体レ
ーザアレイ、２３・−・・−・回転多面鏡、２５−−−
−−−一・感光体ドラム。 第 図 ■ ■ ■ ■ １／３ ２／３ ３／３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）階調表現された画像信号によりパルス変調したレ
   ーザビームを用いて電子写真方式により記録を行うデジ
   タル記録装置において、前記レーザビームの少なくとも
   １つをパワー変調し、そのレーザビームを１画素内の１
   つのビームスポットに対し単一もしくは他のレーザビー
   ムに重畳させることを特徴とするデジタル記録装置の記
   録方法。
2. （２）前記パワー変調が、レーザビーム毎に異なるレベ
   ルであることを特徴とする請求項（１）記載のデジタル
   記録装置の記録方法。