JPH06297757A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像濃度の階調表現をビームの径に起き換え
た画像形成装置を提供する所にある。 【構成】 画像濃度信号に基き、スポット径の大きさを
演算する演算装置８と、その演算結果に基きレーザ光源
２のビームの結像位置を調整する焦点調整手段４とを備
え、スポット径をダイレクトに換えることにより、網点
印刷のような高品位な階調表現を行う。 【効果】 画像に縞模様が入らないリニアな階調表現の
できる画像形成装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体上に光源から射出
されたビームをスポツト状に結像させて走査し、感光体
上に潜像を形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザ光を走査し、このレーザ光
の明滅により感光体上に潜像を形成して所望の画像を記
録するレーザビームプリンタ等の画像形成装置が登場し
てきている。図３は、従来のこの種の装置においてレー
ザ光を走査するレーザ走査部１００の概略構成を示す。
このレーザ走査部１００によりレーザ光を走査する場合
には、先ず入力された画像信号に基づき発光信号発生器
１０１により固体レーザ素子１０２を所定タイミングで
明滅させる。固体レーザ素子１０２から放射されたレー
ザ光は、コレメータレンズ系１０３により略平行な光束
に変換され、矢印Ｂ方向に回転する回転多面鏡１０４に
入射してこれにより矢印Ｃ方向に走査されると共に、ｆ
・θレンズ群１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃにより感光
ドラム等の被走査面１０６にスポツト状に結像される。

【０００３】こうしたレーザ光の走査により、被走査面
１０６上に、画像１走査分の露光分布が形成され、更に
各走査毎に被走査面１０６を上記走査方向及び光学系の
光軸に垂直な方向に所定量だけスクロールさせれば、被
走査面１０６上に画像信号に応じた２次元の露光分布が
得られる。この潜像を周知の電子写真プロセスにより記
録紙上に印刷することで高密度の画像を得ることが出来
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来例において、階調表現を行うには、ＰＷＭ（パルス幅
変調）、輝度変調等の方法があるが、ＰＷＭには画像に
縞模様が入ったように見えてしまう欠点があつた。ま
た、輝度変調にはリニアな階調特性が得られにくいとい
う欠点があつた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、感光
体上に光源から射出されたビームをスポツト状に結像さ
せて走査し、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装
置であつて、画像濃度信号に基づき前記光源から射出さ
れたビームの前記感光体におけるドツト径を演算する演
算手段と、該演算手段での演算結果に基づきビームの結
像位置を調整する調整手段とを有し、画像濃度に応じた
ビームスポツト径で前記感光体上を走査する。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決することを目
的としてなされたもので、上述の課題を解決する一手段
として以下の構成を備える。即ち、画像濃度信号に基
き、スポツト径の大きさを演算する演算手段と、その演
算結果に基きビームの結像位置を調整する調整手段とを
備え、スポツト径をダイレクトに変えることにより、網
点印刷のような高品位な階調表現を行う。

【０００７】

【作用】以上の構成において、スポツト径をダイレクト
に変えることにより、画像に縞模様が入らないリニアな
階調表現のできる、網点印刷のような高品位な階調表現
が可能な画像形成装置を提供できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。 （実施例１）図１は本発明に係る一実施例を走査光学装
置に適用した場合の概略構成を示す図である。同図にお
いて、固体レーザ素子（レーザ光源）２は、発光信号発
生器１からの発光信号に応じ明滅する。レーザ素子２か
らのレーザビームはコリメータレンズ系３で略平行光に
される。

【０００９】このコリメータレンズ系３は、後述する焦
点調整手段４によりレーザ光の光軸方向である矢印Ａ方
向に所定範囲で移動可能である。コリメータレンズ系３
からの平行光は、矢印Ｂ方向に一定速度で回転する回転
多面鏡５により反射、偏向されて矢印Ｃ方向に走査さ
れ、ｆ・θレンズ群６ａ〜６ｃにより感光ドラム（被走
査面）７上に等速で結像走査される。

【００１０】感光ドラム７の周囲には、不図示の現像
器、１次及び転写帯電器、定着器、クリーナ等が配設さ
れており、感光ドラム７の表面に形成された潜像を周知
の電子写真プロセスにより顕像化して転写材に転写する
様になっている。これらの構成は公知な構成とできる。
本実施例においても基本的な動作は上述した図３に示す
従来装置と同様であるが、画像信号の濃度に応じてレー
ザの結像位置を変えられるように構成した点が相違して
いる。

【００１１】以上の構成を備える本実施例の動作につい
て以下説明する。演算装置８は、画像信号を受け取る
と、この画像信号に基きレーザのオン／オフ信号を生成
し、発光信号発生器１に出力する。同時に、画像信号の
画像濃度からその濃度に適したスポツト径を演算し、演
算結果に対応した結像位置情報を生成して制御部９に送
る。

【００１２】発光信号発生器１は、演算装置８よりのオ
ン／オフ信号に従つてオン／オフ矩形波を所定期間発生
させ、この矩形波に応じて固体レーザ素子２を明滅させ
る。制御部９は、演算装置８よりの結像位置情報に基
き、焦点調整手段４へ駆動信号を送出する。焦点調整手
段４はこの駆動信号に従つてコリメータレンズ系３を移
動させ、感光ドラム７におけるビームのスポツト径を演
算装置８での演算結果により求めた径に制御する。

【００１３】例えば、スポツト径をａ、画像濃度信号を
Ｓとすると、Yule-Nielsenの式より、

【００１４】

【数１】 ａ＝√［｛１−１０^(-S/n)｝／｛１−１０^(-D/n)｝］ となる。ここで、Ｄ：トナー濃度、ｎ：紙の光拡散量よ
り決まる係数 以上の動作により、画像信号の濃度に応じてスポツト径
が変えられ、高品位な階調再現が可能となる。

【００１５】（実施例２）以上の説明は、画像信号の濃
度に応じてスポツト径を変え、これを積極的に画像形成
に寄与させる例について行なつた。しかし、スポツト径
を変えるのは以上の例に限定されるものではなく、単に
環境温度等の変化によりビームの焦点面がズレ、画像濃
度信号とスポツト径の対応がズレてしまうことを防ぐこ
とにも適用できる。環境温度等の変化によりビームの焦
点面がズレ、画像濃度信号とスポツト径の対応がズレて
しまうことを防ぐ本発明に係る第２の実施例を以下に説
明する。

【００１６】図２は、本発明に係る第２の実施例を示す
図である。第２の実施例においては、上述した図１に示
す第１の実施例の構成／制御に加え、環境温度等の変化
によりビームの焦点面がズレ、画像濃度信号とスポツト
径の対応がズレてしまうことを防ぐ構成を付加してい
る。図２において、先ず、発光信号発生器１は、一定間
隔のＯＮ・ＯＦＦ矩形波を所定期間発生させてこれを固
体レーザ素子２に出力する。固体レーザ素子２は、この
ＯＮ・ＯＦＦ矩形波信号に応じて光出力を明滅させる。

【００１７】この固体レーザ素子２からの明滅するレー
ザ光は、上述した第１の実施例と同様にして感光ドラム
７上に走査されるが、図２の構成の場合には同時にＣＣ
Ｄ１２上にも投影、走査される。このため、制御部９
は、ＣＣＤ１２上をレーザ光束Ｌが走査する前にＣＣＤ
１２の各画素の蓄積電荷をリセツトし、１ラインのスポ
ツト走査によりＣＣＤ１２の各画素に電荷が蓄積された
後に、この電荷を電気信号として読み出す。ＣＣＤ１２
は感光ドラム７と光学的に等価な位置にあるので、こう
した１ラインのスポツト走査を行なうと、ＣＣＤ１２面
上の露光分布はレーザ光Ｌのスポツト径に応じた強弱の
分布形状を示す。

【００１８】ＣＣＤ１２の出力は、制御部９に送られ、
制御部９ではＣＣＤ１２の出力の最大値θmax 、最小値
θmin を求めて、コントラストＶを次式により算出す
る。 Ｖ＝（θmax −θmin ）／（θmax ／θmin ） 制御部９では、この値を基準値と比較し、基準値に比べ
て大きく、もしくは小さくなった場合に演算装置８から
送られてきた焦点位置調整量に補正を加える。これによ
り、環境温度等の変化によりビームの焦点面がズレ、画
像濃度信号とスポツト径の対応がズレてしまうことを防
ぐことができる。

【００１９】したがって、以上の制御を定期的に行うこ
とにより、より高品位の画像形成結果が得られる。尚、
本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器からなる装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることは言うまで
もない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像信号の濃度に応じてビームの焦点位置を変動させ、ス
ポツト径の大きさを変えることにより、階調表現を行う
ことで高品質な画像を得ることができる画像形成装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の概略構成図である。

【図２】本発明に係る第２実施例の概略構成図である。

【図３】従来例の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 発光信号発生器 ２ 固体レーザ素子 ３ コリメータレンズ系 ４ 焦点調整手段 ５ 回転多面鏡 ６ａ，６ｂ，６ｃ ｆ・θレンズ群 ７ 感光ドラム ８ 演算装置 ９ 制御部 １０ 反射鏡 １１ 結像レンズ １２ ＣＣＤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に光源から射出されたビームを
   スポツト状に結像させて走査し、前記感光体上に潜像を
   形成する画像形成装置であつて、 画像濃度信号に基づき前記光源から射出されたビームの
   前記感光体におけるドツト径を演算する演算手段と、 該演算手段での演算結果に基づきビームの結像位置を調
   整する調整手段とを有し、 画像濃度に応じたビームスポツト径で前記感光体上を走
   査することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 演算手段は、感光体上に結像されると同
   等のビームを電気信号に変換した後その径を基準値と比
   較してドツト径を演算し、 調整手段は、基準値と異る場合には前記演算手段での演
   算量を焦点位置調整量の補正量とすることによりビーム
   径の環境による変動を防ぐことを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。