JPH07168113A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JPH07168113A JPH07168113A JP5313685A JP31368593A JPH07168113A JP H07168113 A JPH07168113 A JP H07168113A JP 5313685 A JP5313685 A JP 5313685A JP 31368593 A JP31368593 A JP 31368593A JP H07168113 A JPH07168113 A JP H07168113A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
- G06K15/12—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
- G06K15/1238—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 感光体の表面に複数の画素からなる画像を潜
像として形成する画像形成装置に関し、新規な光偏向素
子を用いて高速および高画質に適した画像形成装置を提
供する。 【構成】 光源と、光源からの光を光偏向手段および結
像手段を用いて感光体表面に露光し、露光制御手段によ
って光偏向手段の偏向動作を制御し、感光体表面に複数
の画素からなる画像を潜像として形成する画像形成装置
であって、光偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸
方向および回転軸方向と略垂直方向にそれぞれ複数列配
置されてなるマイクロミラーアレイ素子で構成され、各
鏡面は電圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であ
るように構成する。
像として形成する画像形成装置に関し、新規な光偏向素
子を用いて高速および高画質に適した画像形成装置を提
供する。 【構成】 光源と、光源からの光を光偏向手段および結
像手段を用いて感光体表面に露光し、露光制御手段によ
って光偏向手段の偏向動作を制御し、感光体表面に複数
の画素からなる画像を潜像として形成する画像形成装置
であって、光偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸
方向および回転軸方向と略垂直方向にそれぞれ複数列配
置されてなるマイクロミラーアレイ素子で構成され、各
鏡面は電圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であ
るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、文字や図形等を表す画
像信号に基づいて、感光体の表面に複数の画素からなる
画像を潜像として形成する画像形成装置に係り、特に新
規な光偏向素子を用いて感光体表面に潜像を形成する画
像形成装置に関するものである。
像信号に基づいて、感光体の表面に複数の画素からなる
画像を潜像として形成する画像形成装置に係り、特に新
規な光偏向素子を用いて感光体表面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】光源を半導体レーザとするレーザプリン
タは、回転多面鏡によって偏向走査されたレーザ光を、
回転する感光体に照射することで画像に応じた静電潜像
を感光体表面に形成する。その後、現像、転写、定着等
の各工程を経て転写用紙に画像を記録する。
タは、回転多面鏡によって偏向走査されたレーザ光を、
回転する感光体に照射することで画像に応じた静電潜像
を感光体表面に形成する。その後、現像、転写、定着等
の各工程を経て転写用紙に画像を記録する。
【０００３】このレーザプリンタにおいて、記録画像の
高画質化、特に斜線部等のギザギザ（ジャギー）を改善
するために、半導体レーザの点灯時間を制御してジャギ
ーを改善するプリンタ装置が提案されている。具体的に
は、レーザの点灯時間のタイミングまたは点灯時間およ
び消灯時間の組み合わせにより、ジャギー部をドットで
補間して改善するものである。また、レーザ光のガウシ
アン型光強度分布の重なりを利用してドットを付加する
ことも行われている。
高画質化、特に斜線部等のギザギザ（ジャギー）を改善
するために、半導体レーザの点灯時間を制御してジャギ
ーを改善するプリンタ装置が提案されている。具体的に
は、レーザの点灯時間のタイミングまたは点灯時間およ
び消灯時間の組み合わせにより、ジャギー部をドットで
補間して改善するものである。また、レーザ光のガウシ
アン型光強度分布の重なりを利用してドットを付加する
ことも行われている。
【０００４】これに対し、発光ダイオード（ＬＥＤ）を
光源とするＬＥＤプリンタは、感光体回転軸と略平行に
配置したＬＥＤアレイを書き込み光源とし、主走査方向
の１ライン毎に感光体に文字や図形等の画像情報を書き
込む画像形成装置である。ＬＥＤプリンタはレーザプリ
ンタと異なり、書き込みのための光ビームを偏向走査す
る必要がないため、回転多面鏡等の光偏向装置を不要と
する。
光源とするＬＥＤプリンタは、感光体回転軸と略平行に
配置したＬＥＤアレイを書き込み光源とし、主走査方向
の１ライン毎に感光体に文字や図形等の画像情報を書き
込む画像形成装置である。ＬＥＤプリンタはレーザプリ
ンタと異なり、書き込みのための光ビームを偏向走査す
る必要がないため、回転多面鏡等の光偏向装置を不要と
する。
【０００５】しかし、ＬＥＤプリンタはレーザプリンタ
で行われている高解像度化を目的とする書き込みビーム
の点灯時間および光出力の制御が難しい。その理由とし
て、レーザプリンタの書き込み光源である半導体レーザ
の光強度分布が裾広がりのガウシアン型であるのに対
し、ＬＥＤの光強度分布は裾広がりの少ない略台形状で
あることがあげられる。
で行われている高解像度化を目的とする書き込みビーム
の点灯時間および光出力の制御が難しい。その理由とし
て、レーザプリンタの書き込み光源である半導体レーザ
の光強度分布が裾広がりのガウシアン型であるのに対
し、ＬＥＤの光強度分布は裾広がりの少ない略台形状で
あることがあげられる。
【０００６】また、レーザプリンタでは、隣接ドットの
書き込みにおいて、ガウシアンの裾の光強度を適当に重
ね合わせることによってドットを付加したり、その大き
さを変えたりして高解像度化を図っているが、ＬＥＤプ
リンタでは、裾の光強度が小さいためにこのような高解
像度化技術の適用が困難である。
書き込みにおいて、ガウシアンの裾の光強度を適当に重
ね合わせることによってドットを付加したり、その大き
さを変えたりして高解像度化を図っているが、ＬＥＤプ
リンタでは、裾の光強度が小さいためにこのような高解
像度化技術の適用が困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
レーザプリンタにおいては、画素の移動や画素の小径化
によって傾斜部ジャギー等を改善していたが、次のよう
な不都合があった。
レーザプリンタにおいては、画素の移動や画素の小径化
によって傾斜部ジャギー等を改善していたが、次のよう
な不都合があった。
【０００８】 通常のレーザプリンタにおいては、書
き込みのための半導体レーザの点灯時間を数１０ｎsec
のオーダーで制御しなければ傾斜部のジャギー等を改善
するためのドットの追加や小径化等ができない。しか
し、レーザ光を数１０ｎsec のオーダーで精度良く制御
することは困難である。 レーザ光を偏向走査する回転多面鏡の回転速度に限
界があるため（１0000〜１5000rpm ）、レーザプリンタ
の高速化にも限界があり、レーザプリンタ自体の高速
化、また、それに伴う高解像度化技術の達成に大きな制
約がある。 高速回転時の回転多面鏡の回転ムラが高画質化への
障害となっている。
き込みのための半導体レーザの点灯時間を数１０ｎsec
のオーダーで制御しなければ傾斜部のジャギー等を改善
するためのドットの追加や小径化等ができない。しか
し、レーザ光を数１０ｎsec のオーダーで精度良く制御
することは困難である。 レーザ光を偏向走査する回転多面鏡の回転速度に限
界があるため（１0000〜１5000rpm ）、レーザプリンタ
の高速化にも限界があり、レーザプリンタ自体の高速
化、また、それに伴う高解像度化技術の達成に大きな制
約がある。 高速回転時の回転多面鏡の回転ムラが高画質化への
障害となっている。
【０００９】また、従来のＬＥＤプリンタにおいては、
感光体の回転軸方向つまり主走査方向の１ライン毎に感
光体への書き込みを行うが、光強度分布が略台形形状で
あるため、ＬＥＤの中心から離れた位置の光強度分布が
小さく、光が重なるように照射を行うことによって感光
体に与える光エネルギー分布を変えることが困難であ
る。このため、レーザプリンタのようにドットの移動や
追加等を行って解像度を上げることは困難である。
感光体の回転軸方向つまり主走査方向の１ライン毎に感
光体への書き込みを行うが、光強度分布が略台形形状で
あるため、ＬＥＤの中心から離れた位置の光強度分布が
小さく、光が重なるように照射を行うことによって感光
体に与える光エネルギー分布を変えることが困難であ
る。このため、レーザプリンタのようにドットの移動や
追加等を行って解像度を上げることは困難である。
【００１０】また、ＬＥＤプリンタはＬＥＤアレイの個
々の発光素子が感光体上の主走査ラインに対応している
ため、ＬＥＤの点灯時間を変えることによって感光体上
の光エネルギー密度分布を変え、１ドットのトナー像の
大きさを変えることは理論的には可能である。
々の発光素子が感光体上の主走査ラインに対応している
ため、ＬＥＤの点灯時間を変えることによって感光体上
の光エネルギー密度分布を変え、１ドットのトナー像の
大きさを変えることは理論的には可能である。
【００１１】しかし、実際には１ドットの大きさを変え
ることは困難である。その理由として、例えば１ドット
で２５６階調を実現させるためのＬＥＤの点灯時間制御
は、その時間間隔がｎsec オーダーとなるため、その制
御が極めて困難なことがあげられる。すなわち、ＬＥＤ
プリンタにおいて、各ドットの大きさを変えることによ
り中間調画像を再現することは難しい。
ることは困難である。その理由として、例えば１ドット
で２５６階調を実現させるためのＬＥＤの点灯時間制御
は、その時間間隔がｎsec オーダーとなるため、その制
御が極めて困難なことがあげられる。すなわち、ＬＥＤ
プリンタにおいて、各ドットの大きさを変えることによ
り中間調画像を再現することは難しい。
【００１２】このように、レーザプリンタおよびＬＥＤ
プリンタは、共に高速および高画質を達成するための技
術、高解像度および中間調再現を実現するための技術は
困難な点が多い。本発明はこのような技術的な困難さを
克服した新規な画像形成装置を提供するもので、次のよ
うな目的を有する。
プリンタは、共に高速および高画質を達成するための技
術、高解像度および中間調再現を実現するための技術は
困難な点が多い。本発明はこのような技術的な困難さを
克服した新規な画像形成装置を提供するもので、次のよ
うな目的を有する。
【００１３】 高画質印字が可能な新規な画像形成装
置を提供すること。 新規な光偏向素子と光源とを組み合わせて高速およ
び高画質に適した新規な画像形成装置を提供すること。 印字する文字や図形等の傾斜部ジャギーを改善する
等の高画質化が可能な新規な画像形成装置を提供するこ
と。 ドットパターンで構成される文字や画像における各
ドットの大きさを適宜変化させ、中間調をより自然に再
現して画像の高画質化を図ることのできる新規な画像形
成装置を提供すること。
置を提供すること。 新規な光偏向素子と光源とを組み合わせて高速およ
び高画質に適した新規な画像形成装置を提供すること。 印字する文字や図形等の傾斜部ジャギーを改善する
等の高画質化が可能な新規な画像形成装置を提供するこ
と。 ドットパターンで構成される文字や画像における各
ドットの大きさを適宜変化させ、中間調をより自然に再
現して画像の高画質化を図ることのできる新規な画像形
成装置を提供すること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、光源
からの光を光偏向手段および結像光学手段を用いて感光
体表面に露光し、露光制御手段によって光偏向手段の偏
向動作を制御し、感光体表面に複数の画素からなる画像
を潜像として形成する画像形成装置であって、光偏向手
段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方向および回転軸方
向と略垂直方向にそれぞれ複数列配置されてなるマイク
ロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電圧印加によ
って鏡面角度が任意に制御可能であるように構成する。
からの光を光偏向手段および結像光学手段を用いて感光
体表面に露光し、露光制御手段によって光偏向手段の偏
向動作を制御し、感光体表面に複数の画素からなる画像
を潜像として形成する画像形成装置であって、光偏向手
段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方向および回転軸方
向と略垂直方向にそれぞれ複数列配置されてなるマイク
ロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電圧印加によ
って鏡面角度が任意に制御可能であるように構成する。
【００１５】また、本発明は、前述した画像形成装置に
おいて、光偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方
向および回転軸方向と略垂直方向に略一列に配置されて
なるマイクロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電
圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であり、露光
制御手段が各鏡面の鏡面角度を変えることにより、回転
する感光体と同期して感光体の同一箇所に複数回の光照
射を行い、感光体上の光エネルギー密度分布を変えるよ
うに構成する。
おいて、光偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方
向および回転軸方向と略垂直方向に略一列に配置されて
なるマイクロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電
圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であり、露光
制御手段が各鏡面の鏡面角度を変えることにより、回転
する感光体と同期して感光体の同一箇所に複数回の光照
射を行い、感光体上の光エネルギー密度分布を変えるよ
うに構成する。
【００１６】また、本発明は、光源と、光源からの光を
光偏向手段および結像光学手段に分割する光分割手段を
用いて感光体表面に露光し、露光制御手段にて光偏向手
段の偏向動作を制御し、感光体表面に複数の画素からな
る画像を潜像として形成する画像形成装置であって、光
偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方向および回
転軸方向と略垂直方向に略一列に配置されてなるマイク
ロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電圧印加によ
って鏡面角度が任意に制御可能であり、露光制御手段が
各鏡面の鏡面角度を回転する感光体と同期して変え、光
源からの光により感光体上に形成される光エネルギー密
度分布を変化させることによって感光体上に形成される
トナー画像の形状を変えるように構成する。
光偏向手段および結像光学手段に分割する光分割手段を
用いて感光体表面に露光し、露光制御手段にて光偏向手
段の偏向動作を制御し、感光体表面に複数の画素からな
る画像を潜像として形成する画像形成装置であって、光
偏向手段が、複数の鏡面が感光体の回転軸方向および回
転軸方向と略垂直方向に略一列に配置されてなるマイク
ロミラーアレイ素子で構成され、各鏡面は電圧印加によ
って鏡面角度が任意に制御可能であり、露光制御手段が
各鏡面の鏡面角度を回転する感光体と同期して変え、光
源からの光により感光体上に形成される光エネルギー密
度分布を変化させることによって感光体上に形成される
トナー画像の形状を変えるように構成する。
【００１７】これらの各発明において、光源としては、
発光ダイオード、複数の発光ダイオードの集合体からな
る発光ダイオードアレイまたは蛍光灯などを用いる。
発光ダイオード、複数の発光ダイオードの集合体からな
る発光ダイオードアレイまたは蛍光灯などを用いる。
【００１８】
【作用】本発明の構成において、光偏向手段は、表面に
複数の鏡面が形成されたマイクロミラーアレイ素子で構
成され、各鏡面の鏡面角度は印加する電圧に応じて変化
するように構成されている。
複数の鏡面が形成されたマイクロミラーアレイ素子で構
成され、各鏡面の鏡面角度は印加する電圧に応じて変化
するように構成されている。
【００１９】光源から出た光は光分割手段を通過してマ
イクロミラーアレイ素子に入射し、反射した光は結像光
学手段を通過して感光体表面に結像される。このとき各
鏡面は電圧印加によって感光体の主走査方向（感光体の
回転軸方向）の１ラインを同時に書き込むような角度に
その面が偏向される。
イクロミラーアレイ素子に入射し、反射した光は結像光
学手段を通過して感光体表面に結像される。このとき各
鏡面は電圧印加によって感光体の主走査方向（感光体の
回転軸方向）の１ラインを同時に書き込むような角度に
その面が偏向される。
【００２０】すなわち、マイクロミラーアレイ素子の副
走査方向（感光体の回転軸方向と垂直な方向）の第１〜
第ｎラインの全てのラインの各鏡面が感光体の同一ライ
ンを照射する角度になるように各鏡面への印加電圧が設
定され、感光体表面への書き込みが主走査方向１ライン
同時に行われる。
走査方向（感光体の回転軸方向と垂直な方向）の第１〜
第ｎラインの全てのラインの各鏡面が感光体の同一ライ
ンを照射する角度になるように各鏡面への印加電圧が設
定され、感光体表面への書き込みが主走査方向１ライン
同時に行われる。
【００２１】感光体上の１ドットに注目すると、各ドッ
トはマイクロミラーアレイ素子の副走査方向のｎ個の鏡
面からの反射光を同時に受けることになる。したがっ
て、マイクロミラーアレイ素子の副走査方向の各鏡面へ
の印加電圧を制御することにより、感光体上の１ドット
は最大ｎ段階の光エネルギー密度により書き込みが行え
ることになる。
トはマイクロミラーアレイ素子の副走査方向のｎ個の鏡
面からの反射光を同時に受けることになる。したがっ
て、マイクロミラーアレイ素子の副走査方向の各鏡面へ
の印加電圧を制御することにより、感光体上の１ドット
は最大ｎ段階の光エネルギー密度により書き込みが行え
ることになる。
【００２２】感光体の帯電電位の減衰は、照射される光
エネルギー量に比例するため、感光体の同一地点を照射
する副走査方向に整列した各鏡面の電圧を制御すれば、
感光体に照射される光エネルギー量を任意に制御するこ
とができ、結果的に感光体に付着するトナー量、すなわ
ち画素の形状を制御することができ、階調制御が行え
る。
エネルギー量に比例するため、感光体の同一地点を照射
する副走査方向に整列した各鏡面の電圧を制御すれば、
感光体に照射される光エネルギー量を任意に制御するこ
とができ、結果的に感光体に付着するトナー量、すなわ
ち画素の形状を制御することができ、階調制御が行え
る。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明による画像形成装置の一実施
例を示す概略的構成図である。本実施例は、感光体１へ
の静電潜像の書き込み用光源として、感光体１の回転方
向と略平行に配置した発光ダイオード（ＬＥＤ）２を用
いている。
例を示す概略的構成図である。本実施例は、感光体１へ
の静電潜像の書き込み用光源として、感光体１の回転方
向と略平行に配置した発光ダイオード（ＬＥＤ）２を用
いている。
【００２４】ＬＥＤ２からの光は、光ミキシング手段３
により光の均一化が行われた後、光分割手段４に入射す
る。光分割手段４に入射した光は、結像光学手段（プロ
ジェクションミラー）５とマイクロミラーアレイ素子６
とに分割され、結像光学手段５に分割された光は感光体
１に結像され、マイクロミラーアレイ素子６に分割され
た光はその一部が反射してスポットを形成し、結像光学
手段５を介して感光体１に結像される。
により光の均一化が行われた後、光分割手段４に入射す
る。光分割手段４に入射した光は、結像光学手段（プロ
ジェクションミラー）５とマイクロミラーアレイ素子６
とに分割され、結像光学手段５に分割された光は感光体
１に結像され、マイクロミラーアレイ素子６に分割され
た光はその一部が反射してスポットを形成し、結像光学
手段５を介して感光体１に結像される。
【００２５】マイクロミラーアレイ素子６は、印字する
画像のドットパターンに応じて主走査方向（感光体１の
回転軸方向）の１ライン毎にＬＥＤ２が点灯および消灯
を繰り返して感光体１上の電位を減衰させ、現像工程を
経て感光体１上に画像に応じたトナードットパターンを
形成する。感光体１にトナー画像を形成する原理は、周
知の電子写真プロセスの技法を用いている。
画像のドットパターンに応じて主走査方向（感光体１の
回転軸方向）の１ライン毎にＬＥＤ２が点灯および消灯
を繰り返して感光体１上の電位を減衰させ、現像工程を
経て感光体１上に画像に応じたトナードットパターンを
形成する。感光体１にトナー画像を形成する原理は、周
知の電子写真プロセスの技法を用いている。
【００２６】図２は、本発明による画像形成装置の他の
実施例を示す概略的構成図である。本実施例は、光源と
して感光体１の回転方向と略平行に配置されたＬＥＤア
レイ７を用いており、ＬＥＤアレイ７の主走査方向に配
列された個々の発光素子８からの光は、結像手段９によ
ってそれぞれマイクロミラーアレイ素子６の主走査方向
の個々の鏡面６１に結像され、さらに光分割手段４によ
って感光体１に光を結像するための結像光学手段５に入
射し、マイクロミラーアレイ素子６で反射された光はス
ポットを形成して感光体１に結像される。
実施例を示す概略的構成図である。本実施例は、光源と
して感光体１の回転方向と略平行に配置されたＬＥＤア
レイ７を用いており、ＬＥＤアレイ７の主走査方向に配
列された個々の発光素子８からの光は、結像手段９によ
ってそれぞれマイクロミラーアレイ素子６の主走査方向
の個々の鏡面６１に結像され、さらに光分割手段４によ
って感光体１に光を結像するための結像光学手段５に入
射し、マイクロミラーアレイ素子６で反射された光はス
ポットを形成して感光体１に結像される。
【００２７】マイクロミラーアレイ素子６は印字すべき
文字または画像のドットパターンに応じて主走査方向１
ライン毎にＬＥＤアレイ７の個々の発光素子８が点灯お
よび消灯を繰り返して感光体１上の電位を減衰させ、現
像工程を経て感光体１上に画像に応じたトナードットパ
ターンを形成する。感光体１にトナー画像を形成する原
理は、周知の電子写真プロセスの技法を用いている。
文字または画像のドットパターンに応じて主走査方向１
ライン毎にＬＥＤアレイ７の個々の発光素子８が点灯お
よび消灯を繰り返して感光体１上の電位を減衰させ、現
像工程を経て感光体１上に画像に応じたトナードットパ
ターンを形成する。感光体１にトナー画像を形成する原
理は、周知の電子写真プロセスの技法を用いている。
【００２８】次に、マイクロミラーアレイ素子６の構造
について説明する。図３および図４は、マイクロミラー
アレイ素子６の構造を示す正面図および断面図である。
マイクロミラーアレイ素子６は、図３に示すように、表
面に蒸着等によって形成された複数個の鏡面６１を有
し、各鏡面６１は一辺が約１７μｍの略四角形で構成さ
れ、各鏡面６１は略対角方向の２本のビーム（梁）６２
によって導電性部材６３に支持されている。
について説明する。図３および図４は、マイクロミラー
アレイ素子６の構造を示す正面図および断面図である。
マイクロミラーアレイ素子６は、図３に示すように、表
面に蒸着等によって形成された複数個の鏡面６１を有
し、各鏡面６１は一辺が約１７μｍの略四角形で構成さ
れ、各鏡面６１は略対角方向の２本のビーム（梁）６２
によって導電性部材６３に支持されている。
【００２９】また、マイクロミラーアレイ素子６は、図
４に示すように、導電性基材６４上に絶縁部材６５を介
してアドレス電極６６、スペーサ６７、スペーサ６７の
上部の導電性部材６３、導電性部材で構成された梁６２
で支持された鏡面６１により構成されている。アドレス
電極６６および導電性部材６３に選択的に所定の電圧を
印加すると、鏡面６１が図中の点線位置から実線位置に
偏向し、光ビームを反射させる。
４に示すように、導電性基材６４上に絶縁部材６５を介
してアドレス電極６６、スペーサ６７、スペーサ６７の
上部の導電性部材６３、導電性部材で構成された梁６２
で支持された鏡面６１により構成されている。アドレス
電極６６および導電性部材６３に選択的に所定の電圧を
印加すると、鏡面６１が図中の点線位置から実線位置に
偏向し、光ビームを反射させる。
【００３０】本実施例では、鏡面６１が主走査方向に約
５１００個、副走査方向に約１２８〜約２５６ライン整
列したマトリックス状に配列されている。副走査方向が
１２８ラインの場合は１２８階調、２５６ラインの場合
は２５６階調に対応し、目標とする階調数に応じて任意
に設定可能である。
５１００個、副走査方向に約１２８〜約２５６ライン整
列したマトリックス状に配列されている。副走査方向が
１２８ラインの場合は１２８階調、２５６ラインの場合
は２５６階調に対応し、目標とする階調数に応じて任意
に設定可能である。
【００３１】マイクロミラーアレイ素子６の構造および
特性をまとめると次のようになる。 応答速度（オン→オフ、オフ→オン）は約１０μse
c である。 個々の鏡面の大きさは一辺が１７μｍである。 電圧印加による鏡面の偏向角度は±１０度で、精度
は±０.1度である。 鏡面間のピッチ間隔は１７μｍである。 鏡面の反射率は８８〜９２％である。 転写用紙のサイズがＡ４サイズの場合、主走査方向
の鏡面の数は、印字密度が３００DPI であれば２５５０
個、印字密度が６００DPI であれば５１００個であり、
副走査方向の鏡面の数はそれぞれ階調性の数だけ配置さ
れる。 副走査方向の各ラインの各鏡面の中心は、隣接する
副走査方向の鏡面の中心に一致するように整列してい
る。
特性をまとめると次のようになる。 応答速度（オン→オフ、オフ→オン）は約１０μse
c である。 個々の鏡面の大きさは一辺が１７μｍである。 電圧印加による鏡面の偏向角度は±１０度で、精度
は±０.1度である。 鏡面間のピッチ間隔は１７μｍである。 鏡面の反射率は８８〜９２％である。 転写用紙のサイズがＡ４サイズの場合、主走査方向
の鏡面の数は、印字密度が３００DPI であれば２５５０
個、印字密度が６００DPI であれば５１００個であり、
副走査方向の鏡面の数はそれぞれ階調性の数だけ配置さ
れる。 副走査方向の各ラインの各鏡面の中心は、隣接する
副走査方向の鏡面の中心に一致するように整列してい
る。
【００３２】次に、マイクロミラーアレイ素子６の動作
原理について説明する。前述したように、マイクロミラ
ーアレイ素子６の各鏡面６１は導電性の梁６２によって
支持されており、梁６２を通して所定の電圧が印加され
る。一方、鏡面６１の下面にはアドレス電極６６が形成
されており、同様に所定の電圧が印加される。
原理について説明する。前述したように、マイクロミラ
ーアレイ素子６の各鏡面６１は導電性の梁６２によって
支持されており、梁６２を通して所定の電圧が印加され
る。一方、鏡面６１の下面にはアドレス電極６６が形成
されており、同様に所定の電圧が印加される。
【００３３】鏡面６１と、対向するアドレス電極６６と
によって形成される電界によって梁６２に支持された導
電性の鏡面６１が微小変位し、その面が傾いてマイクロ
ミラーアレイ素子６の個々の鏡面６１がその角度を変え
る。なお、鏡面６１の角度はそれぞれの電極に印加する
電圧によって決まる。
によって形成される電界によって梁６２に支持された導
電性の鏡面６１が微小変位し、その面が傾いてマイクロ
ミラーアレイ素子６の個々の鏡面６１がその角度を変え
る。なお、鏡面６１の角度はそれぞれの電極に印加する
電圧によって決まる。
【００３４】このように、マイクロミラーアレイ素子６
の各鏡面６１は、梁６２の伸張によって面の角度を任意
に変えることができ、ＬＥＤ２からの反射光をある程度
任意の方向に偏向することができる。すなわち、マイク
ロミラーアレイ素子６に電圧を印加しないときはＬＥＤ
２からマイクロミラーアレイ素子６に入射した光が感光
体１に照射されないように、マイクロミラーアレイ素子
６に所定の電圧を印加したときはマイクロミラーアレイ
素子６に入射した光が感光体１の所定の位置に結像され
るように、ＬＥＤ２、光分割手段４、マイクロミラーア
レイ素子６、結像光学手段５および感光体１がそれぞれ
配置されている。
の各鏡面６１は、梁６２の伸張によって面の角度を任意
に変えることができ、ＬＥＤ２からの反射光をある程度
任意の方向に偏向することができる。すなわち、マイク
ロミラーアレイ素子６に電圧を印加しないときはＬＥＤ
２からマイクロミラーアレイ素子６に入射した光が感光
体１に照射されないように、マイクロミラーアレイ素子
６に所定の電圧を印加したときはマイクロミラーアレイ
素子６に入射した光が感光体１の所定の位置に結像され
るように、ＬＥＤ２、光分割手段４、マイクロミラーア
レイ素子６、結像光学手段５および感光体１がそれぞれ
配置されている。
【００３５】次に、図５を参照しながら、ＬＥＤ２およ
びマイクロミラーアレイ素子６を用いた画像形成装置
（図１）を例に、画像に応じた情報を感光体１に書き込
む際の動作について説明する。なお、図５ではマイクロ
ミラーアレイ素子６の前面に配置される光分割手段４は
省略して示してある。
びマイクロミラーアレイ素子６を用いた画像形成装置
（図１）を例に、画像に応じた情報を感光体１に書き込
む際の動作について説明する。なお、図５ではマイクロ
ミラーアレイ素子６の前面に配置される光分割手段４は
省略して示してある。
【００３６】マイクロミラーアレイ素子６の鏡面６１
は、前述したように主走査方向に約５１００個、副走査
方向に１２８（または２５６）ラインというようにマト
リクス状に配列されており、それぞれの鏡面６１は、少
なくとも略対角方向に配置された２本のビーム（梁）６
２により支えられ、ある程度任意の方向にその角度を変
えることができる。
は、前述したように主走査方向に約５１００個、副走査
方向に１２８（または２５６）ラインというようにマト
リクス状に配列されており、それぞれの鏡面６１は、少
なくとも略対角方向に配置された２本のビーム（梁）６
２により支えられ、ある程度任意の方向にその角度を変
えることができる。
【００３７】ＬＥＤ２から出た光は、光分割手段４（不
図示）を通過してマイクロミラーアレイ素子６の全面を
照射する。マイクロミラーアレイ素子６の副走査方向の
第１ラインの鏡面６１は、ＬＥＤ２からの光を受けて反
射光が感光体１の主走査方向の１ラインを同時に書き込
むような鏡面角度に偏向される。
図示）を通過してマイクロミラーアレイ素子６の全面を
照射する。マイクロミラーアレイ素子６の副走査方向の
第１ラインの鏡面６１は、ＬＥＤ２からの光を受けて反
射光が感光体１の主走査方向の１ラインを同時に書き込
むような鏡面角度に偏向される。
【００３８】また、マイクロミラーアレイ素子６の副走
査方向の第２ラインの鏡面６１は、ＬＥＤ２からの光を
受けて反射光が第１ラインの鏡面６１と同時に感光体１
の主走査方向の同一ラインを照明するように鏡面角度に
偏向される。同様にマイクロミラーアレイ素子６の第３
ライン〜第１２８（または第２５６）ラインまでのそれ
ぞれの鏡面６１が感光体１の同一ラインを照明するよう
に鏡面６１への印加電圧を設定する。
査方向の第２ラインの鏡面６１は、ＬＥＤ２からの光を
受けて反射光が第１ラインの鏡面６１と同時に感光体１
の主走査方向の同一ラインを照明するように鏡面角度に
偏向される。同様にマイクロミラーアレイ素子６の第３
ライン〜第１２８（または第２５６）ラインまでのそれ
ぞれの鏡面６１が感光体１の同一ラインを照明するよう
に鏡面６１への印加電圧を設定する。
【００３９】このように、ＬＥＤ２から出た光は、光分
割手段４を通過してマイクロミラーアレイ素子６に入射
し、結像光学手段５を通過して感光体１に結像される
が、感光体１の主走査方向の１ラインは、マイクロミラ
ーアレイ素子６の第１〜第１２８（または第２５６）ラ
インの鏡面からの反射光を同時に受け、感光体１への書
き込みが主走査方向１ライン同時に行われる。
割手段４を通過してマイクロミラーアレイ素子６に入射
し、結像光学手段５を通過して感光体１に結像される
が、感光体１の主走査方向の１ラインは、マイクロミラ
ーアレイ素子６の第１〜第１２８（または第２５６）ラ
インの鏡面からの反射光を同時に受け、感光体１への書
き込みが主走査方向１ライン同時に行われる。
【００４０】感光体１上の１ドットに注目すると、この
１ドットは１２８（または２５６）個の鏡面６１からの
反射光を受ける。すなわち、マイクロミラーアレイ素子
６の各鏡面６１への電圧を制御することにより、感光体
１上の１ドットは最大１２８（または２５６）段階の光
エネルギー密度により書き込みが行えることになる。こ
のとき、感光体１上の１ラインの画素数は、Ａ４サイズ
で４００DPI の場合、約５０００個となり、マイクロミ
ラーアレイ素子６の主走査方向の鏡面６１の個数に対応
している。
１ドットは１２８（または２５６）個の鏡面６１からの
反射光を受ける。すなわち、マイクロミラーアレイ素子
６の各鏡面６１への電圧を制御することにより、感光体
１上の１ドットは最大１２８（または２５６）段階の光
エネルギー密度により書き込みが行えることになる。こ
のとき、感光体１上の１ラインの画素数は、Ａ４サイズ
で４００DPI の場合、約５０００個となり、マイクロミ
ラーアレイ素子６の主走査方向の鏡面６１の個数に対応
している。
【００４１】次に、マイクロミラーアレイ素子６の特徴
を活かして中間調の画像再現性を向上させる動作につい
て説明する。ところで、感光体１上にトナー画像を形成
する原理は、電子写真プロセスの原理を用いている。こ
の原理を簡単に説明すると、感光体１はチャージャ型帯
電器等により一様に帯電され一定の電位を保持する。次
いで、画像情報に応じたＬＥＤ２等の光により、感光体
１に書き込みが行われる。
を活かして中間調の画像再現性を向上させる動作につい
て説明する。ところで、感光体１上にトナー画像を形成
する原理は、電子写真プロセスの原理を用いている。こ
の原理を簡単に説明すると、感光体１はチャージャ型帯
電器等により一様に帯電され一定の電位を保持する。次
いで、画像情報に応じたＬＥＤ２等の光により、感光体
１に書き込みが行われる。
【００４２】光エネルギーを受けた感光体１上の電位は
感光体１の特性により減衰し、現像器により感光体１と
同極性のトナーが光照射を受けた感光体１の電位減衰部
に付着する。このように、感光体１には画像情報に応じ
たトナー画像が形成され、転写チャージャ等により構成
された転写部において転写用紙に感光体１上のトナー画
像が転写され、転写用紙に所望の画像が形成される。次
いで、転写用紙は一対の加熱ローラにより構成される定
着部に搬送され、転写用紙上のトナー画像は加熱溶融さ
れて転写用紙上に固定される。
感光体１の特性により減衰し、現像器により感光体１と
同極性のトナーが光照射を受けた感光体１の電位減衰部
に付着する。このように、感光体１には画像情報に応じ
たトナー画像が形成され、転写チャージャ等により構成
された転写部において転写用紙に感光体１上のトナー画
像が転写され、転写用紙に所望の画像が形成される。次
いで、転写用紙は一対の加熱ローラにより構成される定
着部に搬送され、転写用紙上のトナー画像は加熱溶融さ
れて転写用紙上に固定される。
【００４３】ここで、感光体１が受ける光エネルギーと
感光体１の電位減衰について、光源がＬＥＤである場合
を例に説明する。感光体１への静電潜像の形成におい
て、電子写真プロセスを用いるＬＥＤプリンタ等の画像
形成装置では、ＬＥＤをある一定時間点灯（この点灯時
間をパルス幅という）させることで、１画素を形成する
ための光エネルギーを感光体１に与えるようになってい
る。
感光体１の電位減衰について、光源がＬＥＤである場合
を例に説明する。感光体１への静電潜像の形成におい
て、電子写真プロセスを用いるＬＥＤプリンタ等の画像
形成装置では、ＬＥＤをある一定時間点灯（この点灯時
間をパルス幅という）させることで、１画素を形成する
ための光エネルギーを感光体１に与えるようになってい
る。
【００４４】このような画素を主走査方向（感光体の回
転軸方向）に１ライン形成し、その後、ラインを副走査
方向に形成していくことにより、転写用紙１枚分のドッ
トマトリクスを感光体１の表面に形成するようになって
いる。また、感光体１の表面に形成される１画素の形状
は、感光体１に照射されるＬＥＤ光の記録密度に応じて
決定されるようになっている。
転軸方向）に１ライン形成し、その後、ラインを副走査
方向に形成していくことにより、転写用紙１枚分のドッ
トマトリクスを感光体１の表面に形成するようになって
いる。また、感光体１の表面に形成される１画素の形状
は、感光体１に照射されるＬＥＤ光の記録密度に応じて
決定されるようになっている。
【００４５】したがって、ＬＥＤ光の感光体１上へのス
ポット形状が略楕円形状の場合（主走査方向の径をＷ
Ｘ、副走査方向の径をＷＹとする）、感光体１が受ける
光エネルギがある一定値（例えば、Ａ［μＪ／ｃｍ
2 ］）以上になる領域が最終的に画像になると仮定すれ
ば、ＬＥＤからの光がＡ以上の感光体領域のみにトナー
が付着することになる。実際には、ＬＥＤ光の光エネル
ギー密度分布は略台形状となるので、ＬＥＤ出力、パル
ス幅、副走査方向での走査速度、ビームスポット径等を
入力パラメータとして、感光体１の受ける光エネルギー
分布を数値計算的に求めることもできる。
ポット形状が略楕円形状の場合（主走査方向の径をＷ
Ｘ、副走査方向の径をＷＹとする）、感光体１が受ける
光エネルギがある一定値（例えば、Ａ［μＪ／ｃｍ
2 ］）以上になる領域が最終的に画像になると仮定すれ
ば、ＬＥＤからの光がＡ以上の感光体領域のみにトナー
が付着することになる。実際には、ＬＥＤ光の光エネル
ギー密度分布は略台形状となるので、ＬＥＤ出力、パル
ス幅、副走査方向での走査速度、ビームスポット径等を
入力パラメータとして、感光体１の受ける光エネルギー
分布を数値計算的に求めることもできる。
【００４６】このように、ＬＥＤ２からの光は感光体１
に照射され、感光体１の帯電電位を減衰させる。感光体
１の帯電電位の減衰は、照射される光エネルギー量に比
例するため、本発明のようにＬＥＤからの照射光をマイ
クロミラーアレイ素子６により反射させ、副走査方向に
整列するマイクロミラーアレイ素子６の各鏡面６１から
の反射光が感光体１の同一地点を照射するため、感光体
１の同一地点を照射する副走査方向に整列する各鏡面６
１の個数を制御すれば、感光体１に照射される光エネル
ギー量を制御し、結果的に感光体１に付着するトナー
量、すなわち画素の形状を制御することができる。な
お、光源はＬＥＤに限ることはなく、蛍光灯であっても
よい。
に照射され、感光体１の帯電電位を減衰させる。感光体
１の帯電電位の減衰は、照射される光エネルギー量に比
例するため、本発明のようにＬＥＤからの照射光をマイ
クロミラーアレイ素子６により反射させ、副走査方向に
整列するマイクロミラーアレイ素子６の各鏡面６１から
の反射光が感光体１の同一地点を照射するため、感光体
１の同一地点を照射する副走査方向に整列する各鏡面６
１の個数を制御すれば、感光体１に照射される光エネル
ギー量を制御し、結果的に感光体１に付着するトナー
量、すなわち画素の形状を制御することができる。な
お、光源はＬＥＤに限ることはなく、蛍光灯であっても
よい。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、高速および高精度に感
光体の所定の位置に光を照射することができるため、高
画質な画像を得ることができる。また、感光体の同一箇
所に複数の光を照射させることができるため、高画質な
画像を得ることができる。
光体の所定の位置に光を照射することができるため、高
画質な画像を得ることができる。また、感光体の同一箇
所に複数の光を照射させることができるため、高画質な
画像を得ることができる。
【００４８】また、本発明によれば、感光体の所定の位
置に照射する光エネルギーを任意に制御することができ
るため、高画質な画像を得ることができる。また、感光
体上の１ドットのトナー形状（主にドット径）を制御す
ることができるため、ドットパターンで形成される画像
の中間調を高画質に再現することができる。
置に照射する光エネルギーを任意に制御することができ
るため、高画質な画像を得ることができる。また、感光
体上の１ドットのトナー形状（主にドット径）を制御す
ることができるため、ドットパターンで形成される画像
の中間調を高画質に再現することができる。
【図１】本発明による画像形成装置の一実施例を示す概
略的構成図である。
略的構成図である。
【図２】本発明による画像形成装置の他の実施例を示す
概略的構成図である。
概略的構成図である。
【図３】マイクロミラーアレイ素子の構造を示す正面図
である。
である。
【図４】マイクロミラーアレイ素子の構造を示す断面図
である。
である。
【図５】図１に示す画像形成装置の動作説明図である。
１ 感光体 ２ ＬＥＤ ３ 光ミキシング手段 ４ 光分割手段 ５ 結像光学手段 ６ マイクロミラーアレイ素子 ７ ＬＥＤアレイ ８ 発光素子 ９ 結像手段 ６１ 鏡面 ６２ 梁 ６３ 導電性部材 ６４ 導電性基材 ６５ 絶縁部材 ６６ アドレス電極 ６７ スペーサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ Ｚ
Claims (9)
- 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を光偏向手段
および結像光学手段を用いて感光体表面に露光し、露光
制御手段によって前記光偏向手段の偏向動作を制御し、
前記感光体表面に複数の画素からなる画像を潜像として
形成する画像形成装置において、 前記光偏向手段が、複数の鏡面が前記感光体の回転軸方
向および前記回転軸方向と略垂直方向にそれぞれ複数列
配置されてなるマイクロミラーアレイ素子で構成され、
前記各鏡面は電圧印加によって鏡面角度が任意に制御可
能であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 光源と、前記光源からの光を光偏向手段
および結像光学手段を用いて感光体表面に露光し、露光
制御手段によって前記光偏向手段の偏向動作を制御し、
前記感光体表面に複数の画素からなる画像を潜像として
形成する画像形成装置において、 前記光偏向手段が、複数の鏡面が前記感光体の回転軸方
向および前記回転軸方向と略垂直方向に略一列に配置さ
れてなるマイクロミラーアレイ素子で構成され、前記各
鏡面は電圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であ
り、前記露光制御手段は前記各鏡面の鏡面角度を変える
ことにより、回転する前記感光体と同期して前記感光体
の同一箇所に複数回の光照射を行い、前記感光体上の光
エネルギー密度分布を変えることを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項３】 前記光源からの光を、前記光偏向手段お
よび前記結像光学手段に分割する光分割手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。 - 【請求項４】 前記光源からの光を、ミキシングする手
段を備え、前記ミキシングした光を前記光偏向手段およ
び前記結像光学手段に分割する前記光分割手段を用いて
前記感光体表面を露光することを特徴とする請求項３記
載の画像形成装置。 - 【請求項５】 光源と、前記光源からの光を光偏向手段
および結像光学手段に分割する光分割手段を用いて感光
体表面に露光し、露光制御手段にて前記光偏向手段の偏
向動作を制御し、前記感光体表面に複数の画素からなる
画像を潜像として形成する画像形成装置において、 前記光偏向手段が、複数の鏡面が前記感光体の回転軸方
向および前記回転軸方向と略垂直方向に略一列に配置さ
れてなるマイクロミラーアレイ素子で構成され、前記各
鏡面は電圧印加によって鏡面角度が任意に制御可能であ
り、前記露光制御手段は前記各鏡面の鏡面角度を回転す
る前記感光体と同期して変え、前記光源からの光により
前記感光体上に形成される光エネルギー密度分布を変化
させることによって前記感光体上に形成されるトナー画
像の形状を変えることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項６】 前記光源からの光を、ミキシングする手
段を備え、前記ミキシングした光を前記光偏向手段およ
び前記結像光学手段に分割する前記光分割手段を用いて
前記感光体表面を露光することを特徴とする請求項５記
載の画像形成装置。 - 【請求項７】 前記光源が、発光ダイオードであること
を特徴とする請求項１〜６記載の画像形成装置。 - 【請求項８】 前記光源が、複数の発光ダイオードの集
合体からなる発光ダイオードアレイであることを特徴と
する請求項１〜６記載の画像形成装置。 - 【請求項９】 前記光源が、蛍光灯であることを特徴と
する請求項１〜６記載の画像形成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05313685A JP3098666B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 画像形成装置 |
| US08/347,062 US5694161A (en) | 1993-12-14 | 1994-11-23 | Image forming apparatus with a light directing device for varying density of an image |
| EP94119688A EP0658857B1 (en) | 1993-12-14 | 1994-12-13 | An image forming apparatus |
| DE69428335T DE69428335T2 (de) | 1993-12-14 | 1994-12-13 | Bildaufzeichnungsgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05313685A JP3098666B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168113A true JPH07168113A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3098666B2 JP3098666B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=18044286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05313685A Expired - Fee Related JP3098666B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 画像形成装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5694161A (ja) |
| EP (1) | EP0658857B1 (ja) |
| JP (1) | JP3098666B2 (ja) |
| DE (1) | DE69428335T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR19980028035A (ko) * | 1995-10-25 | 1998-07-15 | 윌리엄 이. 힐러 | 하드 카피 장치용 조명 시스템 |
| JPH09252896A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-09-30 | Akira Niimura | 実像鏡 |
| US6188427B1 (en) * | 1997-04-23 | 2001-02-13 | Texas Instruments Incorporated | Illumination system having an intensity calibration system |
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