JPH06202022A - レーザプリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、レーザプリンタにおいて、光学系の
変えずにかつ解像度を犠牲にせずに縦長のスポツトを形
成する。 【構成】感光体上を走査するレーザ光を射出する光源に
複数のレーザ素子を割り当て、その複数のレーザ素子を
同時に駆動して得られるレーザ光を合成するようにした
ことにより、光学系を変えずにかつ解像度を犠牲にせず
に、階調表現に適した縦長のスポツトを形成し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ装置に関
し、特にレーザ光で階調表現するようになされたものに
適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタとして、レーザ光
源から射出されたレーザビームを例えばガルバノミラー
やポリゴンミラー等の反射ミラーで所定方向に折り曲げ
ると共に振り、ｆθレンズ等の集光レンズを通じて感光
ドラム上の円筒方向に走査結像するようになされたもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなレ
ーザプリンタにおいて、白黒の二値画像だけでなく階調
のある画像を出力する場合は、レーザ光のエネルギーを
連続的に変化させる必要があり、例えばレーザの出力を
変化させるいわゆる輝度変調方式や、レーザの出力を一
定にして駆動パルスの幅を変化させるいわゆるＰＷＭ変
調方式が用いられる。

【０００４】このうち輝度変調は不安定になりやすいた
め、通常ＰＷＭ変調が用いられることが多い。実際上Ｐ
ＷＭ変調は駆動時間を変化させるもので、１ドツトを形
成するために与えられる時間とその間にレーザスポツト
が移動する距離は決まつている。

【０００５】すなわち図２に示すように、レーザのスポ
ツトが円形とし、画像の１ドツトを形成する時間内にレ
ーザが移動する距離をＬとすると、最小のＰＷＭパルス
幅で形成されるドツトＤ０_min が図２（Ａ）であり、最
大のＰＷＭパルス幅で形成されるドツトＤ０_max が図２
（Ｂ）である。この最大のドツトＤ０_max は、最小のド
ツトＤ０_min を距離Ｌだけ引きずつた形になる。

【０００６】階調の表現力は最小のドツトＤ０_min と最
大のドツトＤ０_max の面積比に対応するから、この比を
大きくするため最小パルスで駆動された時のスポツト形
状はできるだけ小さいことが望ましい。そこで図３に示
すように、円形のスポツトのままで小さくすると、確か
に最小ドツトＤ１_min と最大ドツトＤ１_max の比を大き
くできる。

【０００７】ところがこのようにすると、スポツトの円
の直径とほぼ等しいと考えられる副走査方向のピツチが
縮小することになるため、走査線の本数を増やす必要が
あり、結局プリンタスピードを低下させることになる。
そこでこの問題を解決するため図４に示すように、レー
ザ光のスポツトＤ２_min 、Ｄ２_max を、図４に示すよう
に、主走査方向に短軸、副走査方向に長軸となるような
楕円形状にすることが考えられる。

【０００８】このような楕円のスポツトＤ２_min 、Ｄ２
_max を得るには光学系の倍率が縦方向と横方向で異なる
ようにレンズ系を設計しなければならず、またこのよう
に設計しても縦横の比率には限度があるため、やむなく
解像度を犠牲にして２ドツト以上にまたがつて階調表現
を行なうような方法が行われていた。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、光学系の変えずにかつ解像度を犠牲にせずに、階調
表現に適した縦長のスポツトを形成し得るレーザプリン
タ装置を提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、レーザ光を感光体１１上に走査し
て所定の情報を印刷するレーザプリンタ装置１におい
て、レーザ光を射出する光源４に複数のレーザ素子を割
り当て、その複数のレーザ素子を同時に駆動して得られ
るレーザ光を合成して縦長のレーザスポツトＤ１０を形
成するようにした。

【００１１】また本発明においては、複数のレーザ光を
感光体１１上の走査方向と直交する方向に配列し、その
複数のレーザ光を感光体１１上に走査して所定の情報を
印刷するレーザプリンタ装置１において、光源４として
複数のレーザ素子を、各々複数のレーザ素子でなる複数
のグループに割り当て、各グループの複数のレーザ素子
を同時に駆動して得られるレーザ光を合成して、感光体
１１上の走査方向と直交する方向に配列された複数の縦
長のレーザスポツトＤ１０を形成するようにした。

【００１２】

【作用】感光体１１上を走査するレーザ光を射出する光
源４に複数のレーザ素子を割り当て、その複数のレーザ
素子を同時に駆動して得られるレーザ光を合成するよう
にしたことにより、光学系を変えずにかつ解像度を犠牲
にせずに縦長のスポツトＤ１０を形成し得る。

【００１３】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１４】図１において、１は全体として本発明によ
るレーザプリンタを示し、外部機器との間にビデオコン
トローラ２及びＤＣコントローラ３が配され、ＤＣコン
トローラ３によつて書き込み光学系４が制御され、所望
のデータを印刷し得るようになされている。

【００１５】ＤＣコントローラ３の制御によつて発光
し、レーザユニツト５内のレーザダイオードから出た光
はコリメータレンズ６及びシリンドカルレンズ７を通過
した後、スキヤナモータ７に応じて回転する６面体ミラ
ー８で反射され結像レンズ９及び反射ミラー１０によつ
て感光ドラム１１上にスポツトを結ぶ。

【００１６】６面体ミラー８の回転に伴いスポツトの位
置は、感光ドラム１１上をＡ点からＢ点まで移動し、こ
れにより１本の走査線を描くようになされている。ここ
で感光ドラム１１を図中の矢印ａの方向に回転させて、
順次線を描いていくことにより感光ドラム１１上に静電
潜像と呼ばれる１枚の画像を形成する。この潜像は図示
されない現像装置（図示せず）によつて可視化され、さ
らに紙に転写し定着された後出力される。

【００１７】ここでこの実施例の場合、レーザユニツト
として１チツプ上にレーザ素子を集積してなるいわゆる
マルチビームレーザ素子を利用して縦長のスポツトを形
成するようになされている。実際上レーザビームの広が
りが等方的で光学系の縦横の倍率は等しいものとする
と、１つのレーザのスポツトＤ０は図２のようなエネル
ギー分布をもつている。グラフはスポツトＤ０の中心を
通る直交軸上のエネルギーレベルを示す。

【００１８】このような広がりをもつスポツトＤ０を２
つ並べると、合成のエネルギーＥＮは図３のように配列
方向にのみ拡大し、配列と直交方向には殆ど拡大しない
ので、全体としては細長い形状の合成縦長スポツトＤ１
０となる。この実施例ではマルチビームレーザの隣接す
る２ドツトを同時に駆動すれことにより、容易にこのよ
うな合成縦長スポツトＤ１０を形成するようになされて
いる。

【００１９】この合成縦長スポツトＤ１０を書き込みに
用いれば、従来について上述した楕円スポツトＤ２を利
用するのと同様の効果が得られる。合成縦長スポツトＤ
１０の形状が楕円でないことは、楕円スポツトＤ２の利
用から明らかなように重要なのはスポツトの縦横比であ
るから問題とはならない。

【００２０】レーザスポツトを合成した際の合成エネル
ギー分布の長軸方向の形状は、各レーザのピツチとスポ
ツト径によつて変化し、図４に示すように４ビームを合
成する場合を例にするように単峰性を示したり多峰性を
示す。

【００２１】実際上電子写真等においては、所定のスレ
シホールドレベル以上の部分が画像形成に寄与するの
で、多峰性を示してもエネルギーレベルの谷の部分がス
レシホールドを越えていれば問題ないが、階調表現をす
る場合はなるべくピークが平坦になる特性を有するほう
が好ましい。

【００２２】このような点から、図４（Ｂ）の合成エネ
ルギー分布の形状が最も良いので、こうなるようにピツ
チ間隔とスポツト径の関係を決めておくことが望まし
い。なおピツチ間隔はレーザ素子の製造過程で決まつて
しまうので、実際には各ビームのスポツト径を制御して
図４（Ｂ）に示す合成エネルギー分布の合成縦長スポツ
トを得るようになされている。

【００２３】以上の構成によれば、感光ドラム１１上を
走査するレーザ光を射出するレーザユニツトに１チツプ
上に複数のレーザ素子を割り当てたマルチレーザ素子を
用い、その複数のレーザ素子を同時に駆動して得られる
レーザ光を合成するようにしたことにより、光学系を変
えずにかつ解像度を犠牲にせずに、階調表現に適した縦
長スポツトを形成し得るレーザプリンタを実現できる。

【００２４】なお上述の実施例においては、２つのスポ
ツトを配列させて、合成縦長スポツトを得るようにした
が、さらに縦長のスポツトが必要とされる場合には、レ
ーザの数を３個、４個、……と増やすようにしても上述
の実施例と同様の効果を実現できる。

【００２５】なお上述の実施例においては、１回の走査
で１本の線を描くレーザプリンタについて述べたが、こ
れに限らず１回の走査で複数本の線を描くマルチビーム
プリンタにも適用できる。実際上このマルチビームプリ
ンタは、通常のレーザプリンタのレーザをマルチビーム
としたもので、基本構成は図１と同じであるがレーザユ
ニツト４内にマルチビームレーザを用い、感光ドラム１
１上にドラム回転方向に沿つて複数のドツトを一度に形
成するもので、この複数のドツトを一度に走査すること
で、複数本の線を一度に描くようになされている。

【００２６】このようなマルチビームプリンタに、ドツ
トの合成による書き込みを適用するには、マルチビーム
レーザ素子を所定のドツト数ごとに分割してグループ分
けし、各グループを同時に駆動すればよい。例えば、図
５に示すように、 100ビームのレーザ素子を４個ずつ25
のグループに分割すると、一度に25本の線を描けること
になる。

【００２７】なおマルチビームレーザは通常等間隔にレ
ーザ素子が並んでいるが、等間隔のものを順次グループ
分けしたのでは所望の線間隔が得られない場合は、図６
のように一部のレーザを使用せずに残すか（図６
（Ａ））又は不等間隔（図６（Ｂ））のレーザ素子を利
用するようにしても良い。

【００２８】この図５及び図６に示すような各レーザ素
子を駆動する場合、駆動回路は基本的に従来と変わらな
い。各ドツトを独立に駆動できるようにしておいて、各
グループ内のドツトすべてに同じ書込信号を与えてもよ
いが、図７に示すように、同一グループ内の駆動回路を
束ねて１つの信号で制御するようにした方が書込信号線
を減らすことができる。図５及び図６共に同じ回路が利
用できるが、図６（Ａ）のように使用しないドツトの部
分は最初から配線しないでおく。このため書込回路グル
ープ数は図５、図６（Ｂ）の２５個に対し、図６（Ａ）
では２０個になる。

【００２９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光学系の
構成を変えずにかつ解像度を犠牲にせずに、容易に階調
表現に適した縦長のスポツトを形成し得るレーザプリン
タ装置を実現できる。さらに合成に利用するドツト数を
増やせば、従来に比べて遥かに細い縦長のビームが得ら
れるため、充分な階調表現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザプリンタの一実施例を示す
略線図である。

【図２】円形ドツトのエネルギー分布を示す略線図であ
る。

【図３】２個の円形ドツトを重ね合せた縦長ドツトのエ
ネルギー分布を示す略線図である。

【図４】レーザ素子のピツチ間隔及びビーム形状と合成
エネルギーの関係の説明に供する特性曲線図である。

【図５】マルチビームレーザとして 100ビームレーザを
25のグループ分けした場合を示す略線図である。

【図６】マルチビームレーザとして 100ビームレーザを
25のグループ分けし線間隔を拡げる場合を示す略線図で
ある。

【図７】100ビームレーザを25のグループ分けした場合
の駆動回路を示す接続図である。

【図８】円形スポツトで階調表現する場合の説明に供す
る略線図である。

【図９】円形スポツトを小さくして階調表現する場合の
説明に供する略線図である。

【図１０】スポツト形状を楕円にして階調表現する場合
の説明に供する略線図である。

【符号の説明】

１……レーザプリンタ、２……ビデオコントローラ、３
……ＤＣコントローラ、４……レーザユニツト、５……
コリメータレンズ、６……シリンドリカルレンズ、７…
…スキヤンモータ、８……６面体ミラー、９……結像レ
ンズ、１０……反射ミラー、１１……感光ドラム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を感光体上に走査して所定の情報
   を印刷するレーザプリンタ装置において、 上記レーザ光を射出する光源に複数のレーザ素子を割り
   当て、当該複数のレーザ素子を同時に駆動して得られる
   レーザ光を合成して縦長のレーザスポツトを形成するよ
   うにしたことを特徴とするレーザプリンタ装置。
2. 【請求項２】複数のレーザ光を感光体上の走査方向と直
   交する方向に配列し、当該複数のレーザ光を上記感光体
   上に走査して所定の情報を印刷するレーザプリンタ装置
   において、 光源として複数のレーザ素子を、各々複数のレーザ素子
   でなる複数のグループに割り当て、各グループの複数の
   レーザ素子を同時に駆動して得られるレーザ光を合成し
   て、上記感光体上の走査方向と直交する方向に配列され
   た複数の縦長のレーザスポツトを形成するようにしたこ
   とを特徴とするレーザプリンタ装置。