JPS6285968A - 光記録装置 - 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、感光体上に照射する光を制御してこれに静電
潜像を書き込むことのできる光書き込みヘッドを有する
光書き込み装置に関する。

「従来の技術」 第４図は、発光素子を列状に配置した光書き込みヘッド
１を有し、これによって感光体２上に静電潜像を書き込
む従来の光書き込み装置の側面図である。

感光ドラム３の外周面には感光体２が層状に形成されて
いる。この感光ドラム３は矢印４方向に回転するよう図
示しない駆動装置に連結されている。この感光ドラム３
の周面には、感光体２の表面をクリーニングするクリー
ナ６、感光体２を帯電させるチャージコロトロン７、感
光体２に静電潜像を書き込む光書き込みヘッド１と集光
レンズ１０、現像器８、およびトナーを記録用紙１１に
転写する転写コロトロン９が配置されている。

従来の光書き込みヘッドを第５図および第６図に示した
。第５図は光書き込みヘッドの横断面図、第６図はその
部分平面図である。

図において、透明な隔壁１２を有する内部を真空にした
密封ケース１３内には、アノード電極バタン１４が形成
され、その一端の上面に螢光体が塗布されている。この
螢光体を発光素子１５と呼ぶものとする。透明隔壁１２
の直下にはフィラメントからなるカソード１６が設けら
れている。

このカソード１６がここを流れる電流によって加熱され
ると、ここから熱電子が飛び出す。カソード１６を接地
してアノード電極１４に正電圧が印加されると、この熱
電子が発光素子１５に衝突してこれを発光させる。第６
図に示すように、アノード電極１４は等間隔に平行に千
鳥状に引き出されている。

多数のアノード電極１４の相互間は電気的に絶縁されて
おり、アノード電極１個１個について所定の正電圧を選
択的に印加する回路を設ければ、これによって発光素子
１５が発生し、第４図に示した感光体２に静電潜像の書
き込みを行うことができる。

このような光書き込みヘッドは、例えば特開昭５９−４
９１４８号公報、特開昭５９−４６７４０号公報に記載
されている。

同様の原理で感光体上に静電潜像を書き込む光書き込み
ヘッドとして、この他に、多数のＬＥＤを列状に配置し
たもの、光源と感光体の間に多数の液晶シャッタを列状
に並べたもの等が知られている。

このように列状に配置された多数の発光素子を用いて感
光体上に静電潜像を書き込むと、発光素子１個が１回点
燈することによって静電潜像の１画素分が書き込まれる
ことになる。

従って、第７図ａのように、列状に配置された発光素子
１５によって、感光体上に静電潜像が書き込まれて現像
されると、同図すのように感光体にトナーが選択的に付
着する。この例では、感光体面に発光素子１５の像が等
倍で結像するものとして作図した。同図すの像中の黒ド
ツト（トナーが付着した画素）２１は、この光書き込み
装置が正転現象方式の場合、発光素子１５が点燈するこ
とにより得られ、反転現象方式の場合、発光素子１５が
清澄することによって得られる。

光書き込みヘッドは、このような発光素子１５によって
感光体上に１列ずつ静電潜像を形成していく。画素を縦
横に密に配列させるために、発光素子が発光して１列分
の静電潜像の書き込みが終わると、感光体が１画素の幅
りに相当する量だけ矢印２２方向に相対移動し、その後
、次の１列分の静電潜像の書き込みが行われるよう書き
込みのタイミングが制御される。

「発明が解決しようとする問題点」 ここで、このような光書き込みヘッドによって中間調の
静電潜像を書き込む場合を考える。中間調の表現法とし
てよく知られているディザ法やバタン法においては、ま
ず記録すべき画像を、例えば２×２個の画素を一組とす
る画素マ）　ＩＪクスに分解する。

各画素は白または黒のいずれか一方のいわゆる２値の表
現しかすることができない。しかし、この画素マ）　Ｉ
Ｊクスを構成する各画素のそれぞれの２値の表現と、そ
の数および位置関係の組合せによって、マトリクス全体
のみかけ上の濃度表現を多値化することができる。

例えば８×８個の画素マ）ＩＪクスによって、６４階調
の濃度表現が可能である。一般に、中間調の画像の高画
質化を図るためにはこの程度の階調数が必要とされてい
る。

ところが、このように一定数の画素マトリクスを一単位
として扱う画像においては、この画素マトリクスが実質
的な１画素ということになる。

従って、多階調を得るようにして画素マトリクスを多数
の画素で構成すると、画像の解像度が低下してしまう。

例えば第７図に示した光書き込みヘッドで、発光素子の
配列密度が３００ＳＰＩ（１インチあたりのスポット数
）の場合、６４階調の濃度表現を行おうとすれば、実質
的な解像度は１インチ（２５，４ミリメートル）あたり
３８線程度まで低下してしまう。

人間の視覚は画像の濃度に対して対数函数的に反応する
。すなわち低濃度領域では濃度表現を細いステップで設
ける必要があるが、高濃度領域では比較的大幅なステッ
プであってもさしつかえない。

この低濃度領域でのステップを細かくとるために、１画
素の面積が画素マ）　ＩＪクスの面積に比べて十分小さ
いことが要求される。

従来の方法では１画素の面積は第７図で説明したように
発光素子１５の面積で決定されてしまった。この面積を
一定以下にすると光エネルギが不足して感光体に静電潜
像を書き込むことができなくなる。すなわち、書き込み
速度を実用的な範囲に設定すると、画素の小面積化にも
限界がある。

しかも、各発光素子１５を載せているアノード電極１４
はそれぞれ１本ずつ電気的に分離されていなければなら
ない。隣接するアノード電極間の電気的絶縁を保持する
ために必要最低限の間隔が必要で、これも画素の高密度
化を妨げていた。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、従来構造
の光書き込みヘッドを用いて、画素マトリクスの低濃度
領域における濃度表現の細分化を可能にした光書き込み
装置を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明の光書き込み装置は、発光素子を列状に配置した
光書き込みヘッドと、この光書き込みヘッドに対向配置
され上記列に直交する方向に相対移動する感光体と、上
記各発光素子を選択的に発光させる書き込み制御回路と
、上記光書き込みヘッドにより上記感光体上に書き込ま
れた静電潜像を正転現像する現像器とを有し、上記書き
込み制御回路は、上記感光体を相対移動させながら、上
記発光素子を点燈状態から所定時間消燈して再び点燈状
態に戻す際に、上記発光素子の面積以下のドツトが現像
されるよう上記所定時間を十分短く選定することを特徴
とするものである。

「作用」 このように、感光体が相対移動している間に発光素子を
短時間だけ消燈するように制御すると、感光体上に光の
照射を受けなかったきわめて幅の狭い領域が形成される
。この領域は発光素子の面積以下の面積を持つよう制御
される。正転現像方式の場合、この領域にトナーが付着
し黒ドツトが現像される。この黒ドツトはこのように十
分率さな面積とすることができ、これを組み合わせれば
、低濃度領域での濃度のステップを細かくとることがで
き、少数の画素で構成された画素マ）　ＩＪクスによっ
ても多階調の表現が可能となり、記録画像の実質的な画
素を小さくすることができる。

「実施例」 第１図は本発明の光書き込み装置の実施例を示すブロッ
ク図である。

図において、光書き込みヘッド１に設けられた各発光素
子１５はアノード電極１４に選択的に印加される正電圧
信号により点燈するよう構成されている。この各アノー
ド電極１４はプルアップ抵抗３１を介して直流電源に接
続されている。スイッチング用の電界効果トランジスタ
３２は、アノード電極１４に一端を接続し、他端を接地
している。電界効果トランジスタがオフのときはアノー
ド電極１４に電源電圧が加わり発光素子１５が発光する
。電界効果トランジスタがオンのときはアノード電極が
接地されるため発光素子１５は消燈する。

書き込み制御回路３３は各電界効果トランジスタをオン
オフさせるための信号を一定のタイミングで送り出す。

感光体は矢印３４の方向に定速で相対移動させられる。

これには、ドラム外周に形成した感光体の場合ドラムを
回転させ、ベルト式の場合ベルトを定速で移動させる。

また、感光体を静止させて光書き込みヘッドを移動させ
てもよい。

第１図の実施例では、ここに図示された発光素子１５の
うち書き込み制御回路３３の３つの出力端子す、ｃ、ｄ
を通じて制御されるもののみに着目して説明を行う。こ
れらの発光素子１５に１５ｂ　、１５ｃ、１５ｄ　と記
号を付す。図において、発光素子１５ｅは、１画素分消
燈され（区間■）、次に１画素分点燈された後（区間■
）、区間■において第２図に示すような点燈制御がなさ
れる。

第２図において、ａに書き込み制御回路３３の動作の基
準となるクロック信号を図示した。

この図では、９クロツクサイクルの間に３画素分の幅の
記録が行われるものとして、感光体は矢印３４の方向に
相対移動する。

発光素子１５．と発光素子１５．とは、第２図ｂＳｄに
示したように、この９クロツクサイクルの間点燈し続け
る。これに対して発光素子１５ｃは、はじめと終わりの
２クロツクサイクルのみ点燈してその中間部分は清澄す
る。これによって、図のハツチングで示した領域は光の
照射を受けず、電荷が残留する。これを正転現像すれば
この領域３６にトナーが付着する。発光素子１５ｃの清
澄時間を長くすればこの領域の面積は拡大し、短くすれ
ばその面積を縮小することができる。この例では領域３
６の幅を１画素分の幅の３分の１の大きさと３分の２の
大きさ、等倍のものと３種類選択することができる。

このようにして、１画素分の３分の１の面積の黒ドツト
を最小単位として記録することが可能となる。

同図ａのクロックの周波数を増せばより小面積の黒ドツ
トの記録が可能である。しかし、発光素子の光学像を感
光体上に結像させるために使用される集束性のレンズの
精度等を考慮すれば、実際には１画素分４クロックサイ
クル以下であることが好ましい。

反転現像方式の場合、発光素子の面積を一定以下にする
ことができない関係上、この発光素子の面積以下の黒ド
ツトを得ることはできない。しかし、正転現像方式を用
いて、本発明のようにしで除電する領域を調整するよう
にすれば、発光素子の面積より小さい黒ドツトを記録す
ることができるのである。

例えばこの方式により４Ｘ４個の画素マトリクスで濃度
バタンを表現すると、第３図ａ〜ｆに示すように低濃度
領域で細かいステップでの階調表現が可能となる。高濃
度領域ではステップ幅が大きくてさしつかえないことか
らこのような制御は行われない（同図ｇ、ｈ）。なお、
これらはパクンの例示であって、実際上はこれらをこの
とおりこの順に並べて使用するわけではない。これによ
って６４階調に相当する表現が可能となり、解像度も１
インチあたり７５線という高解像度を得ることができる
。

（以下余白） 「変形例」 本発明の光書き込み装置は以上の実施例に限定されない
。

光書き込みヘッドとして、液晶シャッタ、プラズマ発光
素子、ＬＥＤアレイを用いた構造のものを使用してもさ
しつかえない。

「発明の効果」 以上説明した本発明の光書き込み装置は、従来構造の光
書き込みヘッドを用いて、その発光素子の面積以下の黒
ドツトの記録を可能にした。

これによって、中間調の記録を行う場合に画素マ）ＩＪ
クスの低濃度の領域における濃度表現を細分化すること
を可能とし、画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光書き込み装置の実施例を示すブロッ
ク図、第２図はその静電潜像の書き込み動作を説明する
タイミングチャート、第３図はこれにより得られた画素
マトリクスの例を示すバタン構成図、第４図は本発明の
実施に適する光書き込み装置の側面図、第５図はその光
書き込みヘッドの横断面図、第６図はその部分平面図、
第７図はこれによって感光体上に書き込まれる静電潜像
の説明図である。 １・・・・・・光書き込みヘッド、 ２・・・・・・感光体、 １５・・・・・・発光素子、 ３３・・・・・・書き込み制御回路。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子を列状に配置した光書き込みヘッドと、この光
   書き込みヘッドに対向配置され前記列に直交する方向に
   相対移動する感光体と、前記発光素子を点燈状態から所
   定時間消燈して再び点燈状態に戻す際に、前記発光素子
   の面積以下のドットが現像できるよう前記所定時間を短
   く選定するように前記各発光素子を選択的に発光させる
   書き込み制御回路とで構成したことを特徴とする光書き
   込み装置。