JP2001158127A - 細線走査記録方式 - Google Patents

細線走査記録方式

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JP2001158127A
JP2001158127A JP34343399A JP34343399A JP2001158127A JP 2001158127 A JP2001158127 A JP 2001158127A JP 34343399 A JP34343399 A JP 34343399A JP 34343399 A JP34343399 A JP 34343399A JP 2001158127 A JP2001158127 A JP 2001158127A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査光ビームによって1画素の幅以下の細線
を露光記録する方式。 【解決手段】 光ビームを用いて被走査面の像担持体を
ラスター走査することで線像を走査記録する方式におい
て、1画素を走査する時間T1 内で走査光源の点灯T1
をパルス幅変調するか、あるいは、被走査面上の走査光
ビームの結像スポットサイズより短い長さに相当する時
間内で走査光源の点灯をパルス幅変調する細線走査記録
方式。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、細線走査記録方式
に関し、特に、走査光ビームによって1画素の幅以下の
細線を露光記録する方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真プリンターでは、1画素の寸法
は、副走査方向では走査光ビームの幅により決まり、主
走査方向では、電子写真プリンターに入力される印刷デ
ータの最小単位により決まるが、CADの図面出力や、
文書の罫線の表現、小さいポイント数の文字等のため
に、1画素幅あるいはそれ以下の幅のライン像を鮮明に
再現する必要性が高まっている。
【0003】1画素幅のライン像を鮮明に再現するため
に、画素の露光エネルギーを大きくすると、途切れるこ
とのない鮮明なライン像を得ることが可能となる。しか
し、あまり露光エネルギーを上げると、ラインの像が太
くなり、狭い間隔をおいて並列して配置されたライン像
が相互にくっついてしまい、解像度が低下してしまう問
題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を避け
るため、ラインの露光エネルギーを最適な値に制御する
必要性が生ずる。ラインの露光エネルギーを制御するた
めには、レーザーの点灯パワーを制御すること、すなわ
ち、強度変調を行えばよい。しかし、画素毎に高速でレ
ーザーパワーを変調する必要があり、制御回路の設計が
困難になるという課題がある。
【0005】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その目的は、走査光ビームによ
って1画素の幅以下の細線を露光記録する方式を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の細線走査記録方
式は、光ビームを用いて被走査面の像担持体をラスター
走査することで線像を走査記録する方式において、1画
素を走査する時間内で走査光源の点灯をパルス幅変調す
ることを特徴とするものである。
【0007】本発明のもう1つの細線走査記録方式は、
光ビームを用いて被走査面の像担持体をラスター走査す
ることで線像を走査記録する方式において、被走査面上
の走査光ビームの結像スポットサイズより短い長さに相
当する時間内で走査光源の点灯をパルス幅変調すること
を特徴とするものである。
【0008】これらの場合に、パルス幅変調のパルス幅
を制御して線幅を制御するようにすることができる。
【0009】また、同じ線幅を記録するのに細線の方向
によってパルス幅を異ならせることが望ましい場合があ
る。
【0010】本発明においては、1画素幅あるいはそれ
以下の幅のライン像を露光する際に、走査方向と直交す
る方向に伸びるラインを露光する場合には、走査光源の
点灯時間を1画素を走査する時間より短い時間の範囲で
変化させて、そのような幅のライン像を得るのに最適な
露光エネルギーを得ることができる。また、走査方向と
平行なラインを露光する場合には、1画素を走査する時
間より短いパルス幅で走査光源を点灯させ、そのパルス
列を連続させることで、所望の幅のライン像を露光する
ことができる。
【0011】本発明によると、簡単な回路構成で走査方
向に平行なラインにおいても、垂直なラインにおいて
も、ライン像を鮮明に再現しながらその解像度を低下さ
せないため、良好な細線画像を形成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図4は、レーザー走査光学系から
なるレーザー走査装置3を備えた電子写真プリンターの
1例の感光ドラム1の回転軸8に垂直にとった断面図で
あり、レーザー走査装置3の走査光学系の副走査断面に
一致する。なお、図4は電子写真プリンターの概略の構
成を示すものである。図5は、主として図4のレーザー
走査装置3を二重矢印方向から見た図である。この例に
おいては、光偏向器として回転多面鏡14を用いてお
り、回転多面鏡14の回転軸17に直交しレーザー走査
装置3の走査光学系の光軸に垂直な方向が主走査方向、
回転多面鏡14の回転軸17を含む面内(図4の面)で
光軸に垂直な方向が副走査方向である。
【0013】図4及び図5において、この電子写真プリ
ンターは、主として、静電潜像担持体の感光ドラム1、
感光ドラム1を帯電する帯電器2、帯電された感光ドラ
ム1に走査露光するレーザー走査装置3、レーザー走査
装置3でラスター走査露光され静電潜像が形成された感
光ドラム1を現像剤(トナー)で現像する現像器4、図
示しない搬送装置により搬送された紙等の転写媒体P上
に現像されたトナー像を転写する転写器5、転写後の感
光ドラム1をクリーニングするクリーナー6等からな
る。その他、定着装置等を備えるもので、このようなの
電子写真プリンターの構成自体はよく知られているの
で、他の説明は省く。
【0014】上記のように、レーザー走査装置3の走査
光学系は、内部変調可能なレーザーからなる光源11か
らの光ビームを主走査方向に走査して感光ドラム1上に
静電潜像を書き込むものであり、光源11、光源11か
ら射出される光ビームを主走査方向、副走査方向共に平
行なビームに変換するコリメータレンズ12、コリメー
タレンズ12によって平行にされたビームを副走査方向
において回転多面鏡14の偏向反射面上に集束するビー
ムに変換する副走査方向にのみパワーを持つシリンドリ
カルレンズ13、主走査方向で平行、副走査方向で集束
するビームを偏向する回転多面鏡14、回転多面鏡14
で偏向されたビームを主走査方向において感光ドラム1
の表面と一致する被走査面上に結像させる結像レンズ1
5、結像レンズ15を通過したビームを副走査方向に結
像させる長尺レンズ16からなる。
【0015】図6は、このような電子写真プリンターの
制御系を示すブロック図である。ホストコンピューター
21から送られる印刷データは、プリンター本体19内
にあるコントローラー22に送られる。コントローラー
22の中にあるデータ解釈部23では、データの内容が
線画、文字、イメージの何れであるかを解釈して、それ
に応じて線画描画部24、文字描画部25、イメージ描
画部26にデータを振り分けて送り込み、線画描画部2
4、文字描画部25、イメージ描画部26でそれに応じ
た画像データを発生させる。画像データは画像メモリ2
7に蓄積され、そのデータは、電子写真画像プロセスを
担うプリンターエンジン部20(感光ドラム1とレーザ
ー走査装置3を除いた感光ドラム1周りの帯電器2、現
像器4、転写器5等からなる。)の印刷プロセスの進行
に伴って、変調パルス生成部28でパルス変調されて変
調パルス列として順次レーザー走査装置3のレーザー光
源11に送出される。一方、データ解釈部23からは、
プリンターエンジン部20を制御するエンジン制御部2
9に制御データが送られる。
【0016】イメージ描画部26からのデータによって
イメージの階調記録を行う電子プリンターにおいては、
1画素のレーザー点灯時間を可変(パルス幅変調)とし
て表現することが多い。本発明においては、線画描画部
24と文字描画部25からのデータによって線画や文字
を記録する場合に、線画や文字で使用される細線の記録
においても、パルス幅変調を用いるようにするものであ
る。そのため、上記のようなイメージの階調記録を行う
電子写真プリンターに対しては、以下に示す本発明の細
線走査記録方式を実現するために、新たな回路を設ける
必要はなく、コストを従前と同様に抑制することができ
るものである。なお、上記のブロック図において、その
場合に、画像メモリ27に蓄積される画像データは、各
画素の点灯/消灯のみならず、点灯時間(パルス幅)を
含んだものとして蓄積される。
【0017】そして、本発明においては、ホストコンピ
ューター21から送られる印刷データの中、細線の描画
を示すデータを受け取った場合に、レーザー光源11の
点灯時間を制御して最適な濃度あるいは線幅の細線を得
るよう、線画描画部24において処理が行われる。
【0018】なお、図6に示した各ブロックは、ハード
ウエアで実現しても、ソフトウエアで実現してもよい。
また、図6に示したブロック構成は一例を示したもので
あり、同様な機能を発揮するものであれば、他の構成を
採用してもよい。例えば、各画素の点灯時間のデータを
ホストコンピューターで計算して、レーザー走査装置3
に転送するようにしてもよい。
【0019】さて、以上のような電子写真プリンターに
おいて、本発明に基づいく細線の描画方式を以下に説明
する。
【0020】レーザーの走査方向とは直交する方向(す
なわち、縦方向)のライン像を描くときは、図1のよう
に、1画素を走査する時間T0 より短い時間T1 だけレ
ーザー光源11を点灯させるようにする。
【0021】また、レーザーの走査方向(すなわち、横
方向)に伸びる1画素幅のライン像を描くときは、図2
に示すように、1画素を走査する時間T0 より短い時間
2の点灯をT0 間隔で断統的に行う。したがって、各
画素の露光エネルギーは、1画素分の走査時間T0 の間
だけ連続点灯させた場合より小さくなる。このとき、T
0 −T2 時間がレーザー光源11の消灯時間となるが、
図3にこのときの走査光ビームの被走査面での結像スポ
ット(図3の上側)の重なり具合を示すように、この時
間T0 −T2 (図3の下側)はレーザーの主走査方向の
スポットサイズWm に比べて十分短いので、ラインが途
切れることはない。
【0022】この様子を、シュミレーションによって求
めた電子写真感光体の表面電位の分布図にて説明する。
この例では、全点灯時の露光エネルギーは感光体の半減
露光量の5倍程度に設定してある。主走査スポットサイ
ズは、1/e2 のパワーで定義したときに、画素ピッチ
の1.4倍程度である。図7は従来技術の場合で、レー
ザー光源は連続して点灯しているので、電位の分布は主
走査方向のどこにおいても全く均一である(図の曲線群
は強度の等高線である。)。次に、図8では、図中に下
側に波形図を示すように、1画素分を移動する時間T0
の中30%を消灯した場合を示す。図7の場合に比べ
て、点灯時間が短い分だけピークの電位は低くなり、ま
たピークの部分の電位には若干の高低の差があるもの
の、全体的な分布は均一であり、線像を再現するのに問
題がないことが分かる。
【0023】感光体の表面電位は、露光エネルギーに応
じて除電される。露光エネルギーは、おおまかに言う
と、露光時間(パルス幅あるいは点灯時間)とレーザー
のパワーとの積として定まる。したがって、上記の場合
は、レーザー光源の露光パワーは、T0 より少ない時間
においても十分な露光エネルギーを得られるような値に
設定してある。
【0024】なお、同じ線幅の縦方向のライン像(図
1)と横方向のライン像(図2)を描くときに、上記の
1 とT2 は同じ値であってもよいが、主走査方向と副
走査方向の結像スポットサイズの比によっては、T1
2 を異なる値とした方が、結果として縦横のラインの
再現性を等しくすることができる場合もある。
【0025】ところで、レーザー光源の駆動回路には必
ず遅延があるので、上記のT1 、T 2 はあまりに小さな
値となると、図9(b)に入力パルス波形とレーザー点
灯波形を示すように、レーザーの駆動回路が応答しなく
なるので、ある程度の時間が必要である(図9(a)
は、駆動回路が応答する場合の同様の波形を示す。)の
で、ある程度の時間が必要である。したがって、レーザ
ーの露光パワーをむやみに大きくすることはできない。
【0026】また、横方向のラインを描くときに(図
2)、T0 とT2 の差が小さすぎると、消灯時間が著し
く短くなり、図10に示すよう、レーザーが応答しない
(消灯しない)恐れがある。したがって、露光パワーの
下限値も定まる。
【0027】現在の回路技術では、T0 、T1 が概ね5
nsec以上で、かつ、(T0 −T)、(T0 −T2
が5nsec以上となる範囲で適正なライン画像が得ら
れるように、レーザー露光パワーを設定するのが好まし
い。
【0028】次に、本発明の細線走査記録方式の変形例
について説明する。上記のT1 とT 2 の時間の設定は、
製品(電子写真プリンター等)の出荷時に調整するよう
にしてもよいし、そのユーザーの好みの線幅のライン像
が得られるように、ユーザーが調整可能に構成してもよ
い。その場合は、例えば図6のホストコンピューター2
1の入力部からその調整が可能なように構成する。
【0029】また、何らかの検出装置の出力結果に基づ
いて自動的に制御するようにしてもよい。その制御を行
うための検出値としては、出力されたラインの画像濃度
であっても、ライン幅であっても、感光体上のラインの
潜像の電位であってもよい。また、装置の温度等に応じ
て制御可能にしてもよい。あるいは、装置に装着される
感光体の感度特性を何らかの方法で検知して、上記のT
1 とT2 を設定するようにしてもよい。
【0030】ところで、走査速度が極めて高速で、横ラ
インを描画するときに、上記の(T 0 −T2 )の値を所
定の値以上に確保できない場合には、図11に示すよう
に、各画素の点灯開始と終了の位置を交互にずらせるこ
とで、より長い連続消灯時間Tb を確保することができ
る。
【0031】以上の本発明の細線走査記録方式は、線画
のみならず、文字中で用いられる細線に用いても同様の
効果を発揮する。
【0032】以上の説明は、感光体上の露光部すなわち
除電部に現像剤が付着して現像される、いわゆる反転現
像方式の電子写真プロセスの場合を例にあげて説明した
が、露光しなかった部分に現像剤が付着して現像される
正規現像方式の電子写真プロセスにおいても、露光部と
非露光部を反転して考えれば、本発明が適用可能である
ことは明らかである。さらに、本発明は、電子写真プロ
セスに限らず、走査露光により画像書き込みを行う画像
形成装置一般に適用可能である。
【0033】
【発明の効果】本発明の細線走査記録方式によると、1
画素幅あるいはそれ以下の幅のライン像を露光する際
に、走査方向と直交する方向に伸びるラインを露光する
場合には、走査光源の点灯時間を1画素を走査する時間
より短い時間の範囲で変化させて、そのような幅のライ
ン像を得るのに最適な露光エネルギーを得ることができ
る。また、走査方向と平行なラインを露光する場合に
は、1画素を走査する時間より短いパルス幅で走査光源
を点灯させ、そのパルス列を連続させることで、所望の
幅のライン像を露光することができる。
【0034】また、本発明によると、簡単な回路構成で
走査方向に平行なラインにおいても、垂直なラインにお
いても、ライン像を鮮明に再現しながらその解像度を低
下させないため、良好な細線画像を形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の細線走査記録方式により縦方向のライ
ン像を描画するときの様子を示す図である。
【図2】本発明の細線走査記録方式により横方向のライ
ン像を描画するときの様子を示す図である。
【図3】図2の場合の走査光ビームの被走査面での結像
スポットの重なり具合を示す図である。
【図4】本発明の細線走査記録方式を適用する電子写真
プリンターの1例の断面図である。
【図5】主として図4のレーザー走査装置を二重矢印方
向から見た図である。
【図6】図5の電子写真プリンターの制御系を示すブロ
ック図である。
【図7】レーザー光源は連続点灯した場合のライン像の
電子写真感光体の表面電位の分布図である。
【図8】本発明に基づいて1画素分の中30%を消灯し
た場合のライン像の電子写真感光体の表面電位の分布図
である。
【図9】レーザーの駆動回路が応答する場合としない場
合の入力パルス波形とレーザー点灯波形を示す図であ
る。
【図10】レーザーの消灯時間が応答しない場合の入力
パルス波形とレーザー点灯波形を示す図である。
【図11】本発明の細線走査記録方式の変形例により横
方向のライン像を描画するときの様子を示す図である。
【符号の説明】
1…感光ドラム 2…帯電器 3…レーザー走査装置 4…現像器 5…転写器 6…クリーナー 8…感光ドラムの回転軸 11…レーザー光源 12…コリメータレンズ 13…シリンドリカルレンズ 14…回転多面鏡 15…結像レンズ 16…長尺レンズ 17…回転多面鏡の回転軸 19…プリンター本体 20…プリンターエンジン部 21…ホストコンピューター 22…コントローラー 23…データ解釈部 24…線画描画部 25…文字描画部 26…イメージ描画部 27…画像メモリ 28…変調パルス生成部 29…エンジン制御部 P…転写媒体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを用いて被走査面の像担持体を
    ラスター走査することで線像を走査記録する方式におい
    て、1画素を走査する時間内で走査光源の点灯をパルス
    幅変調することを特徴とする細線走査記録方式。
  2. 【請求項2】 光ビームを用いて被走査面の像担持体を
    ラスター走査することで線像を走査記録する方式におい
    て、被走査面上の走査光ビームの結像スポットサイズよ
    り短い長さに相当する時間内で走査光源の点灯をパルス
    幅変調することを特徴とする細線走査記録方式。
  3. 【請求項3】 前記パルス幅変調のパルス幅を制御して
    線幅を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の
    細線走査記録方式。
  4. 【請求項4】 同じ線幅を記録するのに細線の方向によ
    ってパルス幅を異ならせることを特徴とする請求項1か
    ら3の何れか1項記載の細線走査記録方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004243632A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Canon Inc カラー印刷装置およびその制御方法
CN100368864C (zh) * 2005-04-18 2008-02-13 精工爱普生株式会社 光扫描装置、其控制方法及图像显示装置
US7667887B2 (en) 2005-04-18 2010-02-23 Seiko Epson Corporation Light scanning device, method for controlling light scanning device, and image display device

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