JP2008145892A - 画像記録装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチ誤差による線幅の変化を低減し、高品質な符号化データ画像を記録する画像記録装置を提供する。
【解決手段】この例ではビーム本数が４本なので、モジュール幅＝ビーム本数×Ｎ＋１でＮ＝１の場合、４×１＋１＝５ドットでモジュールを記録したものである。この図から分かるとおり、使用しているビーム順の異なる図４（ａ）、（ｂ）どちらでもバー幅Ａ、Ｂとスペース幅ａ、ｂに変化が発生しない。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像記録装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、紙などの記録媒体にバーコードに代表される符号化データ画像を均一に記録する記録技術に関するものである。

従来から、各種の業界において商品管理や在庫管理などに、商品や製品を識別するための情報を所定の表示範囲でバーコード化することが広く行なわれている。また、さらに多くの情報をコード化する技術開発が期待され、バーコードを印刷する記録装置に対してもできるだけ多くの情報を小さな画像で出力できるように、バーの幅やピッチの精度向上が期待されている。
現在、バーコード記録にも用いられているレーザプリンタにおいては、記録速度の高速化および記録密度の高密度化が要求されている。この場合、シングルビーム方式のビーム走査装置で高速化を実現しようとすると、高速回転可能な偏向器を使用することになる。このような偏向器は高価であるばかりでなく、例えば高速回転に伴う風切り音によって生じる騒音を低減させるために防音装置が必要となり、コストアップにつながる。そこで、複数のレーザビームで感光体等の像担持体上を同時に走査するマルチビーム走査装置を採用し、偏向器を高速回転せずに記録速度の高速化と記録密度の高密度化を図った、所謂、マルチビーム走査装置が使用されている。

図１０はマルチビーム走査のレーザプリンタの構成を示す図である。わずかな角度をつけられ配置された光源１ａ、１ｂから射出したレーザビームは、レンズ２ａ、２ｂ、４を介して偏向器５の反射面５ａに入射する。偏向器５はモータにより回転しているため、ビームは偏向走査され結像光学系６、７により絞り込まれ微小スポットとなり、感光体８上を走査露光する。また、感光体８は駆動装置により回転駆動されているおり、記録情報信号に応じて変調されたレーザ光により感光体８上に２次元の画像が露光される。
このようなマルチビーム走査装置においては、狙いのビームピッチ（走査線間隔）を得ることが画像品質上必要であり、図１０の例では光源の角度θを調整することにより所定のビームピッチを実現している。このように高画質を得るために高密度化する方法として、複数の光源とカップリングレンズとを主走査方向・副走査方向に垂直な軸を中心として回転させる方法が知られている。

また、特許文献１では、光源及びカップリングレンズのみを回転させ、ビーム規制を行なうアパーチャは回転軸に対して回転しないようにした構成が開示されており、マルチビーム走査におけるビームピッチの切り替え、調整に伴うビームピッチの偏差の発生を有効に軽減させ、良好なビーム径が得られている。
また、特許文献２では複数の半導体レーザアレイおよび複数のカップリングレンズとの相対位置が調整・保持され一体的に形成されたマルチビーム光源装置と、カップリングレンズから射出された複数本のレーザビームを偏向する偏向器と、この偏向器からのビームを感光体ドラム上に導く走査光学レンズ系と、偏向器と走査光学レンズ系とをその位置関係を保持するように収納する筐体とを備えたマルチビーム走査装置において、筐体とマルチビーム光源装置との間に挿入された調整部材を備え、この調整部材の挿入により感光体ドラム上の副走査方向のビームピッチを調整する技術が開示されている。
特許第３６６８０５３号 特開２００４−２４６３２９公報

しかしながら、実使用中の温度変化による機械変形などにより、ビームピッチを狙いどおりの一定値に保つことは難しく、ビームピッチの誤差が発生する。このようにマルチビームのレーザ記録装置においてビームピッチの誤差が発生した場合の画像について説明する。
図１１は２本のレーザビームにて２ドット幅の線の記録を行う例である。図１１（ａ）に示すようにビームピッチが所定の間隔（＝解像度）の場合はどのビームを用いて記録を行っても線幅Ｗは一定である。（ｂ）、（ｃ）はビーム１とビーム２の間隔が所定の間隔よりも広い場合であるが、このときはビーム２、ビーム１の順で記録した場合とビーム１、ビーム２の順で記録した場合とでは（ｂ）では線幅が狭く（ｃ）では線幅が広くなってしまう。このようにビームピッチが設定値からずれてしまうと同じ線幅を記録しようとしても記録位置（記録に使用するビームの順番）により線幅が異なってしまう。これにより文字や線の品質が劣化する。この劣化は目視した場合の劣化にもなるが、線幅や線のピッチが重要な品質項目であるバーコードなどの符号化画像の品質に大きく影響する。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ピッチ誤差による線幅の変化を低減し、高品質な符号化データ画像を記録する画像記録装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、レーザビームにより感光体を走査露光し静電潜像を形成する画像記録装置において、最小画像幅を基本単位とする符号化データ画像を画像内の副走査方向に配置して記録する場合、前記レーザビームの本数をＭ、整数をＮとすると、前記最小画像幅Ｗを、Ｗ＝Ｍ×Ｎ＋１により求めることを特徴とする。
請求項２は、前記画像記録装置の解像度から割り出される前記最小画像幅の種類を増やすために、前記レーザビームの本数Ｍを削減するように構成したことを特徴とする。
請求項３は、前記符号化データ画像がバーコードであることを特徴とする。
請求項４は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像記録装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、レーザビームにより感光体を走査露光し静電潜像を形成する画像記録装置において、最小画像幅を基本単位とする符号化データ画像を画像内の副走査方向に配置して記録する場合、前記レーザビームの本数をＭ、整数をＮとすると、前記最小画像幅Ｗを、Ｗ＝Ｍ×Ｎ＋１により求めるので、レーザビームのピッチに誤差が生じても画像内で均一な幅の線を記録することが可能となり、高品質な符号化データ画像の記録が可能となる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
以下の実施形態はＥＡＮ１２８バーコードへの適用につい述べるが、他のバーコードなど符号化画像にも適用可能である。また、情報を符号化画像として記録する方法は数多くあるが、ここでは近年、物流などに広く利用されているＥＡＮ１２８バーコードでの例を示す。

図１はＥＡＮ１２８バーコードの一例を示す図である。図２に示す線幅の異なる４種類の黒線１１〜１４（これはバーと呼ばれる）、白線１１ａ〜１４ａ（これはスペースと呼ばれる）で構成される。一番幅の狭い黒線１１をモジュールと呼び、バーコードの基本単位となる。他の３種類の広いバーとスペースはモジュールのそれぞれ２、３、４倍の幅を持つ。これらのバーとスペースを３本ずつ組合せ１文字分の情報を表している。ＥＡＮ１２８の読取幅は、モジュール幅とデータ桁数（情報量）によって大きく変化するので、読取幅をよく検討しなければならない。ＥＡＮ１２８（コード１２８）の標準（ＪＩＳ Ｘ ０５０４）によれば左右の余白を含む数字４８桁のバーコード長は、モジュール幅０．１６９ｍｍのとき５７．７ｍｍ、モジュール幅０．２５４ｍｍのとき８６．６ｍｍである。モジュール幅が小さければ小さな対象物にも記録は可能であるが、高精度かつ高解像な記録が必要となる。また、モジュール幅を大きくすれば記録装置に対する要求精度は下がるが、小さな対象物に記録ができなくなるとともに情報を読み取るバーコードリーダも広幅読取が可能で高価なものが必要となってしまう。
また、レーザプリンタの記録密度は６００ｄｐｉが一般的であり、上記のモジュール幅０．１６９ｍｍバーコードを記録する場合には、モジュールは４ドットの幅に相当する。ただし、レーザプリンタは文字の可読性などの点から黒線が太く再現される。そのためバーコード作成のソフトウェアには、バー幅とスペース幅に補正を加える機能があり、バーとスペースを構成するドット数をバーは３ドット、スペースは５ドットにすることも可能である（この補正はバーとスペースのドット数の和は一定とし、バーのドット数を減らした場合には、スペースのドット数を同じだけ増やすのが一般的であり、バーは２ドット、スペースは６ドットなどとすることも可能である）。

図３はビーム本数が４本のマルチビーム記録装置で４ドット幅のモジュールでバーコードを記録した従来技術例を示す図であり、以下、本発明の実施形態を説明する上で対比して説明する。図３（ａ）はピッチ誤差のない場合、図３（ｂ）、（ｃ）はピッチ誤差のある場合で図３（ｂ）はビーム２、３、４、１でバーを記録した場合、（ｃ）はビーム１、２、３、４で記録した場合を示す。ピッチ誤差のない場合は均一な幅Ａのバーを記録できるが、ピッチ誤差のある場合は図３（ｂ）ではバーの幅Ｂが狭く、図３（ｃ）ではバーの幅Ｃが広くなってしまう。
図４は本発明におけるＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。この例ではビーム本数が４本なので、モジュール幅＝ビーム本数×Ｎ＋１でＮ＝１の場合、４×１＋１＝５ドットでモジュールを記録したものである。この図から分かるとおり、使用しているビーム順の異なる図４（ａ）、（ｂ）どちらでもバー幅Ａ、Ｂとスペース幅ａ、ｂに変化が発生しない。
図５はビーム本数が２本のマルチビーム記録装置で４ドット幅のモジュールでバーコードを記録した例を示す図である。図５（ａ）はピッチ誤差のない場合、図５（ｂ）、（ｃ）はピッチ誤差のある場合で、図５（ｂ）はビーム２、１、２、１でバーを記録した場合、図５（ｃ）はビーム１、２、１、２で記録した場合を示す例である。ピッチ誤差のない場合は、均一な幅Ａのバーを記録できるが、ピッチ誤差のある場合は図５（ｂ）ではバー幅Ｂが狭く、図５（ｃ）ではバー幅Ｃが広くなってしまう。

図６は本発明におけるＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。この例ではビーム本数が２本なので、モジュール幅＝ビーム本数×Ｎ＋１でＮ＝２の場合２×２＋１＝５ドットでモジュールを記録したものである。使用しているビーム順の異なる図６（ａ）、（ｂ）どちらでもバーＡ、Ｂとスペースａ、ｂの幅に変化が発生しない。
また、図７と８は前記したバーコード作成のソフトウェアによるバー幅とスペース幅に補正を加えた場合の記録例の図である。図７は黒モジュール５ドット、白モジュール３ドットとした場合、図８は黒モジュール３ドット、白モジュール５ドットとした場合である。どちらの記録例もビーム本数が２本のマルチビーム記録装置において、モジュールはビーム本数×Ｎ＋１の関係を満足しており。ピッチ誤差があってもバー幅Ａ、Ｂとスペース幅ａ、ｂに変化が発生しない。

図４の説明では４本のマルチビーム光学系の例を記載したが、記録装置の解像度が６００ｄｐｉとすると、モジュール幅は５ドット＝０．２１７ｍｍとなり、ＥＡＮ１２８バーコードの場合、左右の余白を含む数字４８桁のバーコード長は７２．２ｍｍとなる。現在、もっとも低価格で普及しているバーコードリーダの読みとり幅は６０ｍｍであり、このバーコードを読み取ることはできない。
そこで本発明では、４本のビームのうち、使用するビーム数を３本または２本または１本に減じ、記録することを特徴とする。即ち、ビーム数を減らすことに対応するためには
１）感光体の駆動速度を減ずるもしくは偏向器である回転多面鏡の回転数を減ずる。
２）記録データの処理のクロック、タイミングなどの変更で可能である。
ビーム数を２本に減じた場合には図７、８で説明したような黒モジュール５ドット、白モジュール３ドットや黒モジュール３ドット、白モジュール５での記録が可能となり、バーコード長は５７．７ｍｍとすることができ、６０ｍｍの読み取り幅のバーコードリーダが使用できる。また、図示はしないがモジュール幅を３ドットとし、より短いバーコード長の記録が可能である。
また、ビーム数が４本のときはモジュール幅１、５、９・・・ドットの場合しか均一な幅のバー、スペースが選択できないが、ビーム数を減らすことにより、２本の場合は１、３、５、７、９・・・・ドットと多くのモジュール幅で均一な幅のバー、スペースを実現でき、バーコードの自由度が増す。

図９は、本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。この構成は、画像処理装置としての複写機１００であり、この複写機１００の上面にはコンタクトガラス２０６が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１が設けられており、このＡＤＦ１はコンタクトガラス２０６を開閉するように複写機１００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ２０１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２と、原稿トレイ２０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２０６に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２０６上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２０６の下方に配設された複写機１００の読取手段（公知の露光ランプ２５１、ミラー２５２、２５５、２５６、レンズ２５３、ＣＣＤ２５４等）２５０により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２０６から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ２０３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２０６に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。

また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４の駆動を停止して給送ベルト２０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０６読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２０６の読取位置に停止したとき、複写機１００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６によって原稿をコンタクトガラス２０６から排送ローラ２０５に搬出する。

上記のように、ＡＤＦ２０１にある原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット２５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９に排紙される。

ＥＡＮ１２８バーコードの一例を示す図である。 線幅の異なる４種類の黒線と白線を示す図である。 ビーム本数が４本のマルチビーム記録装置で４ドット幅のモジュールでバーコードを記録した従来技術例を示す図である。 本発明におけるＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。 ビーム本数が２本のマルチビーム記録装置で４ドット幅のモジュールでバーコードを記録した例を示す図である。 本発明におけるＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。 黒モジュール５ドット、白モジュール３ドットとした場合の、ＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。 黒モジュール３ドット、白モジュール５ドットとした場合の、ＥＡＮ１２８バーコードの記録例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。 マルチビーム走査のレーザプリンタの構成を示す図である。 ２本のレーザビームにて２ドット幅の線の記録を行う例を示す図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ 光源 、２ａ、２ｂ、４ レンズ、３ ビームスプリッタ、５ 偏向器、５ａ 反射面、６、７ 結像光学系、８ 感光体

Claims (4)

1. レーザビームにより感光体を走査露光し静電潜像を形成する画像記録装置において、
   最小画像幅を基本単位とする符号化データ画像を画像内の副走査方向に配置して記録する場合、前記レーザビームの本数をＭ、整数をＮとすると、
   前記最小画像幅Ｗを、Ｗ＝Ｍ×Ｎ＋１により求めることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記画像記録装置の解像度から割り出される前記最小画像幅の種類を増やすために、前記レーザビームの本数Ｍを削減するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記符号化データ画像がバーコードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像記録装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像記録装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images