JPH0497374A

JPH0497374A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0497374A
Application number: JP2216354A
Authority: JP
Inventors: Michio Ito; 伊藤　道夫; Hiromichi Yamada; 山田　博通
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1992-03-30
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JP2893133B2; US5412408A

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、例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリ
ンタ、液晶プリンタ等、光ビームをデジタル的に照射す
ることにより、画像情報に応じた画像を記録媒体上に記
録する画像記録装置に関する。

［従来の技術］従来より、電子計算機等からの画像情報に基づいて光ビ
ームを変調し、この変調された光ビームを光偏向器やレ
ンズ等の光学素子により記録媒体上に結像走査させて画
像情報の記録を行う装置が広く知られている。

そして、これらの装置においては、光ビームが露光され
た露光部を顕像化するイメージ露光（ＩＥ）方式と、光
ビームが露光されない非露光部を顕像化するバックグラ
ンド（ＥＧＥ）方式とがある。

一般に、ＩＥ方式はＢＧＥ方式に比へて細かい線や漢字
等を印字するのに適している。

ところで、近年、出力画像の高画質化が要望されるよう
になり、それにつれて画像記録装置は記録密度が６００
ｄｐｉ−１０００ｄｐｉ、！：、高度のものも商品化さ
れ始めてきた。

［発明が解決しようとする課８］しかしながら、これら高密度の光ビーム画像記録装置に
おいては、高密度化すればする程、１画素が小さくなり
、それを再現することができなくなる。

第２図（ａ）、（ｂ）は、例えばビーム径が、ビーム中
心の光強度の１／ｅ２　どなる値で定義される場合に、
この光ビーム径を約１１００Ｂとし、３００ｄｐ　ｉと
６００ｄｐｉで走査させたときに、全ての画素がオフし
た中で１画素（１ドツト）のみをオンとしたとき、また
は逆に全ての画素がオンした中で１ドツトのみオフとし
たときの光量分布を示している。

横軸が副走査方向の位置、縦軸が光量を示しており、実
線が光ビームオフの中で１ドツトのみオンサせた場合、
点線がその逆で、光ビームオンの中で１ドツトのみオフ
させた場合を示している。

また、第２図（ａ）は３００ｄｐｉ、第２図（ｂ）は６
００ｄｐｉの場合である。

図示のように、ある光量を記録スレッショルドレベルと
した時、３００ｄｐｊでは、第２図（ａ）で実線と点線
との重なった部分があることから、１ドツトオンでもオ
フでも再現可能であるが、６００ｄｐｉでは、第２図（
ｂ）で実線と点線との重なった部分がなりことから、１
ドツトオンまたは１ドツトオフどちらかを再現すること
は可能であるが１両方を再現することはできない。

これは、ＩＥ方式、ＢＧＥ方式いずれでも同じである。

ところで、高密度化した場合、光学的ビーム径を小さく
すれば（例えば６００ｄｐｉの場合、５０ＪＬｍ程度に
すれば）、再現性が改善されるが、光学的ビーム径を小
さくすることは、光学系が大きく複雑になり、コストア
ップになってしまう、これは高密度にすればする程、大
きな問題となってくる。

そして、上記のように、１画素が再現できないというこ
とは、小文字画像やデイザ等を使用した中間調画像の画
像品質を著しく低下させることになる。

そこで本発明は、特に高密度画像記録において、コスト
アップを招くことなく、１画素の再現を可能とすること
ができ、高品位な高密度画像を得ることができる画像記
録装置を提供することを目的とする。

［課題を解決する手段］本発明は、少なくとも副走査方向に走査線３ライン分の
画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容
に基づいて光ビームの強度を増減する光強度制御手段と
を有し、記録しようとするスポットが光照射部であり、
該スポットに隣接するスポットのうち少なくとも該スポ
ットの主走査方向の左右、副走査方向の前後の４スポッ
トの全てが非照射部である場合、記録しようとするスポ
ットの光強度を大きくする、または４スポットのいずれ
かｌスポットが非照射部である場合、記録しようとする
スポットの光強度を小さくすることを特徴とする。

また本発明は、少なくとも副走査方向に走査線３ライン
分の画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶
内容に基づいて光ビームの強度を増減する光強度制御手
段とを有し、記録しようとするスポットが光照射部であ
り、該光照射部の光ビーム強度を、該光照射部に隣接す
る８つのスポットの全てが非照射部の場合Ａ、全てが照
射部の場合Ｂ、１つのみ非照射部の場合Ｄ、その他の場
合Ｃとし、これら光ビーム強度Ａ〜Ｄが、Ａ≧Ｂ＞Ｃ２
０またはＡ≧Ｂ≧ＣＯＤの関係になるように、記録しよ
うとするスポットの光ビーム強度を制御することを特徴
とする。

［作用］本発明は、記憶手段に少なくとも副走査方向に光ビーム
３ライン分の画像情報を記憶させるとともに、制御手段
が前記記憶手段の記憶内容に基づいて照射すべき光ビー
ムのスポット位置の周囲の画像情報を検知し、この結果
の特定条件に基づいて光ビームの光量を切り換え制御す
ることにより、１画素のオン／オフ双方の再現を可能と
することができ、高品位な高密度画像を得ることができ
る。

［実施例］第１図は、本発明に係る画像記録装置の第１実施例を示
す構成図である。

この画像記録装置は、レーザ記録装置５０とその変調信
号発生回路とを有している。

図において、半導体レーザ５１より照射されるレーザビ
ーム（光ビーム）Ｌは、回転多面鏡５２に入射される０
回転多面鏡５２は、高精度の軸受に支えられた軸に取り
付けられ、定速回転するモータにより駆動される。レー
ザビームＬは、回転多面鏡５２により主走査され、結像
レンズ５３を介して記録媒体としての感光ドラム５４上
にスポット状に結像される。

感光ドラム５４は、帯電器５５で均一な帯電を受けた後
、レーザビームＬの走査光を受けて表面に潜像を形成し
、次にその潜像を現像器５６で現像する。この感光ドラ
ム５４上の現像パターンは転写帯電器５７により転写材
５８上に転写され。

定着ローラ５９．６０で転写材５８上に定着される。感
光ドラム５４の表面に転写されずに残った現像剤は、ク
リーナ６１で回収される。さらに、前露光ランプ６２に
より感光ドラム５４上の電荷が消却されて再び上述と同
一の画像形成プロセスを繰り返す。

なお、ビーム検出器６３は、入射スリットと応答時間の
速い光電変換素子からなり、レーザビームＬを検出し、
その検出信号を後述する水平同期信号Ｈとしてタイミン
グ制御回路６へ送出して、感光ドラム５４上を照射する
レーザビームＬの照射開始タイミングを決定している。

次に、変調信号発生回路について説明する。

第１図は、文字情報を記録する場合の構成を示している
。

図において、端子１は例えば磁気テープから読み出した
文字コード信号を印加する端子であり、この端子１より
印加された文字コード信号はページメモリ２に逐次格納
される。ここで、文字コード信号はクロックジェネレー
タ３のクロックに基づいてアドレスカウンタ４によって
指定されるページメモリ２の所定アドレスに格納される
。

１ペ一ジ分の文字コード信号がページメモリ２に格納さ
れた後、アドレスカウンタ４の指令により文字コード信
号は第１行第１番目の文字コード信号より順次読み出さ
れ、文字発生器５に入力される。

タイミング制御回路６は、文字発生器５から送られてく
る各文字に対応するドツト信号を受けて端子７からの垂
直同期信号Ｖと端子８からの水平同期信号Ｈにより同期
をとり、端子９からの画像ビデオクロック信号に同期し
て各走査毎に対応するドツト信号を順次出力する。

光量検出処理回路１１は、文字発生器５から送られてく
るドツト信号が、レーザオフの場合は、出力線１３から
レーザオフ信号を出力し、レーザオン信号の場合は、副
走査方向に１走査前の同じ位置の信号（以下、上の信号
ｐ５という）と、副走査方向に１走査後の同じ位置の信
号（以下、下の信号ｐ４という）、およびそれに当該信
号ｐｉと同一走査線上にあって１ドツト前の信号（以下
、左の信号ｐ３という）と、１ドツト後の信号（以下、
右の信号ｐ２という）の合計４つの信号を検出し、後述
する所定の判定後にレーザドライバ１２にレーザオンの
信号を通常パワーまたは強いパワーどちらかの信号で出
力線１４または１５を通して出力する。

次に、その検出方法の一例を説明する。

第３図は、光量検出処理回路１１の詳細を示すブロック
図である。

この光量検出処理回路１１は、走査信号の記憶手段とし
て、ｌ走査分のシフトレジスタを３個すなわち３走査分
を有している。

シフトレジスタ２２は、ｌ走査後のシフトレジスタであ
り、シフトレジスタ２１は、現走査のシフトレジスタで
あり、シフトレジスタ２０は、ｌ走査前のシフトレジス
タである。

当該信号ｐｉ、上の信号Ｐ５、左の信号Ｐ３、右の信号
ｐ２および下の信号ｐ４の各ビット信号は、各信号線に
より光量判断部２３に接続されている。

当該信号ビットｐｌがレーザオフ信号の場合、光量判断
部２３はレーザオフの信号１３を出力する。

当該信号ビットＰｌがレーザオン信号の場合、光量判断
部２３は次のような判断に基づき、レーザドライバ１２
への出力を判断する。

すなわち、上の信号ｐ５、左の信号ｐ３、右の信号ｐ２
．下の信号ｐ４の４つの信号全てがレーザオフの場合、
光量判断部２３はレーザドライバ１２にレーザ光量を強
くする信号１５を出力し、その他の場合、つまり４つの
信号のうち少なくとも１つがオンの場合は、光量判断部
２３は、レーザドライバ１２にレーザ光量を通常レベル
とする信号１４を出力する。

光量検出処理回路１１からの出力線１３〜１５の信号は
、レーザドライバ１２に入り、半導体レーザ５１のレー
ザ光を、オフまたは通常のパワーでオンまたは強いパワ
ーでオンするコントロールを行う。

なお、半導体レーザ５１への入力電流と出力光量の関係
は、第４図に示すようになっている。すなわち、信号１
４を入力した場合、レーザドライバ１２は半導体レーザ
５１ヘトライブ電流Ｉａを出力することにより、半導体
レーザ５１は通常の光量Ｐａを発光し、信号１５を入力
した場合５半導体レーザ５１ヘトライブ電流Ｉｂを出力
することにより、半導体レーザ５１は強い光量Ｐｂを発
光するように構成している。

また、光量Ｐａ、Ｐｂを切換えた際の被照射面上の光量
分布は、第５図に示すようになり、光ビームのビーム径
を見ａ、Ｊｉｂに切り換えることができる。

従来装置においては、例えば印字速度が６００ｄｐｉ、
光学的ビーム径が１／ｅ２で約ｉｏ。

ｐｍのレーザ光学系を使用したＩＥ方式のレーザプリン
タにより１ドツトのみ印字した場合、全く印字されなか
ったが、本実施例では、強いレーザ光量を通常のレーザ
光量の約１２０％として適正な印字を得ることができた
。

このように１ドツトが再現できることにより、小さな漢
字やデイザ処理によるハーフトーン画像が高品位のもの
となった。

本実施例での１ドツトオンまたはオフ時における光量分
布のシミュレーションは、第６図に示すようになり、従
来の光量分布、第２図（ｂ）と比較すれば、その差が明
瞭となる。

特に、光学的ビーム径ｄと印字密度Ｐとの関係が、ｄ／
ｐ＝１．８ぐらいから１ドツトオンとオフの時の光量分
布で両者の重ならなくなり、１ドツト再現がむずかしく
なる。このような場合、本実施例の制御手段が有効とな
り、特に、ｄ／ｐ≧２．０でその効果が大きい、逆に、
ｄ／ｐ）５．０では、２ドツトの再現もむすかしくなり
、本制御の効果は少なくなる。

なお、通常、光学的ビーム形状は、円形か楕円形である
。そして、ビーム径が楕円の場合、１ドツト印字の再現
はビーム径の長径の大きさによって影響される。よって
、ここで言うビーム径ｄとは、長径側のビーム径をいう
ものとする。

第７図は、本発明の第２実施例による光量検出処理回路
１１を示すブロック図である。

また、上記第１実施例では、レーザオンの１ドツト信号
の光量分布の立ち上がりが十分な値までいっていないた
め、本発明の第２実施例では、レーザ光量を増すことに
よって補正する。

通常、ＩＥ方式のレーザプリンタでは、１ド。

トオフ信号の印字、つまりベタ黒の中の１ドツト白抜き
印字が白く抜けずにつぶれてしまうことも多く発生する
。第２実施例は、このことを改良したものである。

第７図において、当該ビットＰ１がレーザオフ信号の場
合は、光量判断部２３′はレーザオフ信号１３を出力す
る。当該信号ピッ１−ｐｌがレーザオン信号で周辺の４
つの信号Ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のうちいずれかの１つ
がオフ信号の場合は、光量判断部２３′は、弱いレーザ
光量とする信号１６を出力する。

次に、当該信号ビットｐ１がレーザオン信号で、周辺の
４つの信号ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のうちいずれか２つ
以上がオフまたは４つ全てがオン信号の場合は、光量判
断部２３′は、通常のレーザ光量とする信号１５を出力
する。

例えば、第１実施例と同じプリンタを使い、通常より弱
いレーザ光量を通常のレーザ光量の７０％にした場合、
１ドツト白抜きのきれいな画像を得ることができる。ま
た、第８図は、この時の１ドツトオンまたはオフ時の光
量分布のシミュレーション結果を示している。

第９図は、発明の第３実施例の光量検出処理回路の詳細
を示すブロック図である。

本実施例装置の概略構成は、第１および第２実施例と同
様である０本実施例では、光量検出処理回路に改善を加
え、さらに高画質の出力を可能としている。

本実施例の光量検出処理回路は、前記上の信号ｐ５と、
その１ドツト前の信号（以下、老友の信号Ｐ９という）
と、前記上の信号ｐ５の１ドツト後の信号（以下、土石
の信号Ｐ８という）と、前記下の信号ｐ４と、その１ド
ツト前の信号（以下、ニガの信号ｐ７という）、前記下
の信号ｐ４の１ドツト後の信号（以下、下左の信号Ｐ６
という）と、前記左の信号ｐ３と、前記右の信号ｐ２の
合計８つの信号を検出する。

そして、当該信号ｐｔがレーザオフ信号の場合は、光量
判断部２３”はレーザオフの信号１３を出力する。

また、当該信号ピッ１−ｐｉがレーザオン信号の場合、
光量判断部２３”は、次の４通りの制御を行なう。

（１）信号ｐ２〜ｐ９の８つ全てがレーザオフ信号の場
合、レーザ光量Ａの信号１５”を出力する。

（２）信号Ｐ２〜Ｐ９の８つ全てがレーザオン信号の場
合、レーザ光量Ｂの信号１６”を出力する。

（３）信号ｐ２〜ｐ９の８つのいずれか１つのみがレー
ザオフ信号の場合、レーザ光量りの信号１７”を出力す
る。

（４）前記（１）〜（３）いずれでもない場合、通常の
レーザ光量Ｃの信号１４を出力する。

前記４通りのレーザ光量Ａ〜Ｄは、Ａ≧Ｂ〉Ｃ≧Ｄまた
はＡ≧Ｂ≧ＣＯＤの関係になるよう制御する。

以上の構成を有する装置を、印字速度１０００ｄｐｉ、
レーザビーム径１／ｅ２が約８５ｐｍのレーザ光学系を
使用したレーザプリンタに適用し、Ａを通常光量Ｃの１
３０％とし、Ｂを１２０％とし、Ｄを８０％として印字
すると、１ドツトの黒印字、１ドツトの白抜き印字等、
きれいに印字され、また、ベタ黒印字は副走査方向のピ
ッチムラもなく、高品質の画像を得ることができた。

なお、前記実施例においては、レーザプリンタを例にし
て説明したが、これには限定されず、ＬＥＤプリンタ、
液晶プリンタ等、他の電子写真方式のプリンタにも適用
できる。

また、前記実施例においては、光ビームの照射された部
分に現像剤が付着するＩＥ方式の画像記録装置について
説明したが、これに限定されず、ＢＧＥ方式の画像記録
装置にも適用可能である。

さらにまた、制御手段として、光ビームの光強度を制御
する方式について説明したが、前記方式以外に、点灯時
間を制御する方式等がある。

［発明の効果］本発明によれば、記録しようとする光ビームスポットの
周囲に隣接するスポットの画像情報に基づいて、光ビー
ム強度を制御することにより、特に高密度印字の画像記
録装置において、１ドツトのオン信号またはオフ信号の
印字を正確に再現でき、小文字画像やデイザ等の２値的
手法による中間調画像を、鮮明で高品位にすることがで
きる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像記録装置の第１実施例を示
す構成図である。第２図（ａ）、（ｂ）は、従来のプリンタにより１画素
のみをオンとしたとき、または１画素のみをオフしたと
きの光量分布を示す模式図である。第３図は、上記４＄１実施例における光量検出処理回路
の詳細を示すブロック図である。第４図は、半導体レーザへの入力電流と出力光量の関係
を示す模式図である。第５図は、光量を切り換えた際の光量分布を示す模式図
である。第６図は、上記第１実施例において１画素のみをオンと
したとき、または１画素のみをオフしたときの光量分布
を示す模式図である。第７図は、本発明の第２実施例による光量検出処理回路
、を示すブロック図である。第８図は、同第２実施例において１画素のみをオンとし
たとき、または１画素のみをオフしたときの光量分布を
示す模式図である。第９図は、本発明の第３実施例による光量検出処理回路
を示すブロック図である。１１・・・光量検出処理回路、１２・・・レーザドライバ、２０〜２２・・・シフトレジスタ（記憶手段）、２３．
２３’、２３″ ・・・光量判断部（制御手段）、５１・・・半導体レーザ、５２・・・回転多面鏡。５４・・・感光ドラム（記録媒体）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像情報に基づいてスポット状の光ビームを記録
媒体上に走査して画像を記録する画像記録装置において
、少なくとも副走査方向に走査線３ライン分の画像情報を
記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容に基づいて
光ビームの強度を増減する光強度制御手段とを有し、記録しようとするスポットが光照射部であり、該スポッ
トに隣接するスポットのうち少なくとも該スポットの主
走査方向の左右、副走査方向の前後の４スポットの全て
が非照射部である場合、記録しようとするスポットの光
強度を大きくすることを特徴とする画像記録装置。
（２）画像情報に基づいてスポット状の光ビームを記録
媒体上に走査して画像を記録する画像記録装置において
、少なくとも副走査方向に走査線３ライン分の画像情報を
記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容に基づいて
光ビームの強度を増減する光強度制御手段とを有し、記録しようとするスポットが光照射部であり、該スポッ
トに隣接するスポットのうち少なくとも該スポットの主
走査方向の左右、副走査方向の前後の４スポットのいず
れか１スポットが非照射部である場合、記録しようとす
るスポットの光強度を小さくすることを特徴とする画像
記録装置。
（３）画像情報に基づいてスポット状の光ビームを記録
媒体上に走査して画像を記録する画像記録装置において
、少なくとも副走査方向に走査線３ライン分の画像情報を
記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容に基づいて
光ビームの強度を増減する光強度制御手段とを有し、記録しようとするスポットが光照射部であり、該光照射
部の光ビーム強度を、該光照射部に隣接する８つのスポ
ットの全てが非照射部の場合Ａ、全てが照射部の場合Ｂ
、１つのみ非照射部の場合Ｄ、その他の場合Ｃとし、こ
れら光ビーム強度Ａ〜Ｄが、Ａ≧Ｂ＞Ｃ≧ＤまたはＡ≧
Ｂ≧Ｃ＞Ｄの関係になるように、記録しようとするスポ
ットの光ビーム強度を制御することを特徴とする画像記
録装置。
（４）請求項（１）〜（３）のいずれか１において、前記光ビームのビーム中心における光強度に対して１／
ｅ＾２となる値で定義される光学的ビーム径ｄと、各走
査線間の間隔ｐが、１．８≦ｄ／ｐなる関係であること
を特徴とする画像記録装置。
（５）請求項（１）〜（４）のいずれか１において、上記光強度制御手段は、光ビームの点灯時間を切り換え
る点灯時間制御方式であることを特徴とする画像記録装
置。