JP3482232B2 - 画像記録装置 - Google Patents

画像記録装置

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JP3482232B2
JP3482232B2 JP03106894A JP3106894A JP3482232B2 JP 3482232 B2 JP3482232 B2 JP 3482232B2 JP 03106894 A JP03106894 A JP 03106894A JP 3106894 A JP3106894 A JP 3106894A JP 3482232 B2 JP3482232 B2 JP 3482232B2
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  • Color Electrophotography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像記録装置に関し、特
に光ビームを感光材料に対して走査露光し画像を形成す
る画像記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】感光材料上で光ビームを走査して画像記
録を行うレーザプリンタや医療に用いられるレーザイメ
ージャ等の画像記録装置では、記録された画像に走査線
の形状に起因する濃度むらが生じる。従来の画像記録装
置では、このような原因による濃度むらをできるだけ抑
えるための工夫が種々なされている。
【0003】たとえば、特開昭58−152269号公
報には、走査線どうしの間隔(以下走査線ピッチとい
う)に比して光ビームの副走査線(走査方向に垂直の)
方向のスポット径(光ビームの強度が1/e2 以上の部
分の直径)を大きくし、この比率を所定の範囲内にして
走査線形状に起因する濃度むらを抑えるようにした光学
記録方式が開示されている。
【0004】また、特開昭61−220560号公報に
開示されるように、副走査方向の1画素を複数本の走査
線によって記録するようにしても走査線形状に起因する
濃度むらを抑えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開昭
58−152269号公報のようにスポット径を大きく
した場合には、走査線形状に起因する濃度むらを抑える
ことができるが、その代わりに記録画像の鮮鋭性を低下
させてしまうことになる。
【0006】また、上記の特開昭61−220560号
公報のように1画素を複数本の走査線で記録するように
すると、1画素を1走査線で記録するのに比べ1画素の
記録に時間がかかり、画像記録時間が長くかかる。
【0007】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、記録画像の鮮鋭性を低下させることなく、さらに
は画像記録時間の増加を招くことなく、走査線形状に起
因する濃度むらを抑え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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、光ビームで感光材料上を走査するととも
に、前記感光材料上の前記光ビームの位置を前記走査の
方向と垂直の方向すなわち副走査方向に相対的に移動す
ることにより2次元的な画像を記録する画像記録装置に
おいて、前記光ビームによる隣り合う走査線どうしが部
分的に重なり合って前記感光材料上に多重露光される部
分が生じるように走査を制御する走査制御手段を有し、
前記感光材料が多重露光の際に感度の上がる多重露光効
果を有し、その感度上昇率がαの感光材料であり、前記
感光材料が受光する前記光ビームの光量の前記副走査方
向の分布が、走査線の中央部における光量の強度をa、
隣り合う2つの走査線の中央部における光量の強度をb
としたとき、α・b≦1.1・aの関係を満たすように
画像記録装置を構成した。
【0009】
【作用】本発明は以上の構成によって、感光材料が多重
露光の際に感度の上がる多重露光効果を有するものであ
ることによって、隣り合う走査線どうしが部分的に重な
り合って前記感光材料上に多重露光される部分において
記録される画像の濃度が高くなる。
【0010】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【0011】図1は本発明による画像記録装置の光学系
の概略図である。
【0012】レーザ光源1からのレーザ光は一点鎖線で
示すように進行する。すなわち、レーザ光は、シリンド
リカルレンズ2でその断面形状を調整され、そして、回
転多面鏡(以下ポリゴンという)3の回転にともない主
走査方向に移動しながら、結像レンズ4を介して感光材
料6に照射される。
【0013】ポリゴン3の回転にともないレーザ光が感
光材料6の端まできて1走査線による画像記録が終了し
たならば、感光材料6を相対的に垂直方向(副走査方
向)に移動して次の走査線による画像記録を行い、その
後はこれを繰り返して感光材料6の全体に画像を記録し
ていく。また、あるいは、感光材料6を連続的に副走査
方向に移動させながら走査線による画像記録を行う。
【0014】本発明による画像記録装置の感光材料6と
しては、同じ部分に複数回露光され(多重露光という)
て感度の上がる多重露光効果を有する感光材料が用いら
れる。ここで、多重露光効果について説明する。
【0015】ある感光材料に、1回の露光で所定の濃度
の画像を記録するために必要な露光量をE1 とし、同じ
濃度の画像を2回の露光で記録するために必要な露光量
(2回の露光量の和)をE2 としたとき、E1 /E2
α(感度上昇率という)として定義する。そして、α>
1.0であればその感光材料は感度の上がる多重露光効
果を有するといい、反対にα<1.0であればその感光
材料は感度の下がる多重露光効果を有するという。
【0016】図2は、多重露光した際に感度の変化がな
い(α=1.0)感光材料を用いた場合の画像記録状態
を示しており、(a)は画像記録時の走査線の個々のレ
ーザ光の強度の分布を示し、(b)は(a)に示したレ
ーザ光の強度を重ね合わせたもので感光材料が受光する
レーザ光の強度分布曲線であり、(c)は(b)に示し
た強度分布のレーザ光を用いたときに感光材料に蓄積さ
れる潜像のエネルギー分布を示す。
【0017】図2(a)および(b)においては、縦軸
はレーザ光の強度を示し、横軸は感光材料の副走査方向
(縦方向)の位置を示す。また、図2(c)において
は、縦軸は感光材料に蓄積される潜像のエネルギーを示
し、横軸は図2(a)および(b)と同様に感光材料の
副走査方向(縦方向)の位置を示す。図2(a)におい
て、レーザ光の副走査方向のスポット径は100μm、
走査線ピッチは80μmである。
【0018】一方、図3は、多重露光した際に感度の上
がる多重露光効果(α=1.6)を有する感光材料を用
いた場合の画像記録状態を示す図であり、(a)は画像
記録時の走査線の個々のレーザ光の強度の分布を示し、
(b)は(a)に示したレーザ光の強度を重ね合わせた
もので感光材料が受光するレーザ光の強度分布曲線であ
り、(c)は(b)に示した強度分布のレーザ光を用い
たときに感光材料に蓄積される潜像のエネルギー分布を
示す。
【0019】図3(a)および(b)においては、縦軸
はレーザ光の強度を示し、横軸は感光材料の副走査方向
(縦方向)の位置を示す。また、図3(c)において
は、縦軸は感光材料に蓄積される潜像のエネルギーを示
し、横軸は図3(a)および(b)と同様に感光材料の
副走査方向(縦方向)の位置を示す。図3(a)におい
て、レーザ光の副走査方向のスポット径および走査線ピ
ッチは図2(a)と同じくそれぞれ100μm、80μ
mである。
【0020】多重露光した際に感度の変化がない感光材
料を用いた場合には、図2(b)に示すように走査線の
中央部におけるレーザ光の強度をaとし、隣り合った2
つの走査線の中央部におけるレーザ光の強度をbとし、
さらに、図2(c)に示すように走査線の中央部におけ
る潜像のエネルギーをcとし、隣り合った2つの走査線
の中央部における潜像のエネルギーをdとすると、数1
が成り立つ。
【0021】
【数1】b/a=d/c すなわち、潜像のエネルギーは、走査線の個々のレーザ
光の強度を重ね合わせたレーザ光の強度分布曲線にほぼ
比例した分布となる。
【0022】一方、多重露光した際に感度の上がる多重
露光効果を有する感光材料を用いた場合には、多重露光
される部分、すなわち隣り合う2つの走査線が重なり合
う部分において、図3(c)に示すように図2(c)よ
りも高い潜像のエネルギーが蓄積されることになる。こ
こで、図3(b)に示すように走査線の中央部における
レーザ光の強度をaとし、隣り合う2つの走査線の中央
部におけるレーザ光の強度をbとし、さらに、図3
(c)に示すように走査線の中央部における潜像のエネ
ルギーをfとし、隣り合う2つの走査線の中央部におけ
る潜像のエネルギーをgとすると、前述のαを用いて数
2が成り立つ。
【0023】
【数2】α・b/a=g/f 感光材料に記録される画像の濃度は、感光材料に蓄積さ
れる潜像のエネルギーに応じたものとなるので、ここで
は、隣り合う2つの走査線の中央部における潜像のエネ
ルギーを、走査線の中央部における潜像のエネルギーで
割った値(図2(c)の場合にはd/c、図3(c)の
場合にはg/f)を走査線視認度と呼び、走査線形状に
起因する濃度むらの度合いの尺度として用いる。この走
査線視認度が1のときに、記録画像に走査線形状に起因
する濃度むらがもっとも少ないといえる。
【0024】図2(c)と図3(c)とを比較して見る
と、図3(c)の方が感光材料に蓄積される潜像のエネ
ルギー分布にむらが少なく、すなわち走査線形状に起因
する濃度むらが少なくなっていることがわかる。走査線
視認度でいうと、図2(c)の場合には0.55であ
り、図3(c)の場合には0.88になって走査線視認
度が1に近づき、走査線形状に起因する濃度むらが少な
くなっている。
【0025】ところが、多重露光した際に感度の上がる
多重露光効果を有する感光材料を用いる方が、多重露光
した際に感度の変化がない感光材料を用いるよりも走査
線形状に起因する濃度むらが増加してしまう場合もあ
る。次に、この場合について説明する。
【0026】図4は、多重露光した際に感度の上がる多
重露光効果(α=1.6)を有する感光材料を用い、図
3よりもレーザ光のスポット径を大きくした場合の画像
記録状態を示しており、(a)は画像記録時の走査線の
個々のレーザ光の強度の分布を示し、(b)は(a)に
示したレーザ光の強度を重ね合わせたレーザ光の強度分
布曲線であり、(c)は(b)に示した強度分布のレー
ザ光を用いたときに感光材料に蓄積される潜像のエネル
ギー分布を示す。
【0027】図4(a)および(b)においては、縦軸
はレーザ光の強度を示し、横軸は感光材料の副走査方向
(縦方向)の位置を示す。また、図4(c)において
は、縦軸は感光材料に蓄積される潜像のエネルギーを示
し、横軸は図4(a)および(b)と同様に感光材料の
副走査方向(縦方向)の位置を示す。図4(a)におい
て、レーザ光の副走査方向のスポット径は140μm、
走査線ピッチは図3(a)と同じく80μmである。
【0028】この場合、図4(b)に示すように、感光
材料が受光するレーザ光の強度分布はほぼ平坦になるの
で、もし、多重露光した際に感度の変化がない感光材料
に対して画像記録を行えば、感光材料には図4(b)の
曲線にほぼ比例した潜像のエネルギーが蓄積され走査線
形状に起因する濃度むらの少ない画像が得られる。
【0029】ところが、多重露光した際に感度の上がる
多重露光効果(α=1.6)を有する感光材料に対して
画像記録を行うと、隣り合う2つの走査線の中央部にお
ける潜像のエネルギーが、走査線の中央部における潜像
のエネルギーよりも大きくなり、図4(c)に示すよう
な潜像のエネルギー分布となり、かえって走査線形状に
起因する濃度むらが目立つようになってしまう。
【0030】図5は、画像記録に用いるレーザ光の副走
査方向のスポット径と走査線視認度との関係を示す。
【0031】図5において、縦軸は走査線視認度、横軸
はレーザ光の副走査方向のスポット径を示し、このとき
の走査線ピッチは80μmである。また、曲線Aは多重
露光した際に感度の変化がない感光材料、曲線Bは感度
上昇率α=1.2の感光材料、曲線Cは感度上昇率α=
1.4の感光材料、曲線Dは感度上昇率α=1.6の感
光材料に対して画像記録した場合の結果である。
【0032】走査線視認度が1の場合が、感光材料に蓄
積される潜像のエネルギー分布のむら、すなわち走査線
形状に起因する濃度むらがもっとも少ない状態であり、
走査線視認度が1±0.1の範囲であれば、走査線形状
に起因する濃度むらは実質上問題にならない。
【0033】図5の曲線Dでいえば、レーザ光の副走査
方向のスポット径が106μmを越えた辺りから、隣り
合う2つの走査線の中央部における潜像のエネルギーが
走査線の中央部における潜像のエネルギーよりも大きく
なり、これ以降は潜像のエネルギー分布のむらがより大
きくなり走査線形状に起因する濃度むらがより目立つよ
うになっていく。
【0034】しかし、レーザ光の副走査方向のスポット
径を大きくすることは前述したように記録画像の鮮鋭性
を低下させることになるので、より小さなスポット径で
走査線視認度が1±0.1の範囲の状態を実現できるの
であれば何ら問題はない。
【0035】走査線視認度が0.9以上、1.1以下で
あるための条件は、数2の左辺を用いて数3で表すこと
ができ、これを変形すると数4となる。
【0036】
【数3】0.9≦α・b/a≦1.1
【0037】
【数4】0.9・a≦α・b≦1.1・a スポット径に応じて、走査線の中央部におけるレーザ光
の強度a、隣り合う2つの走査線の中央部におけるレー
ザ光の強度bおよび感光材料の多重露光における感度上
昇率αを、数4の条件を満たすように規定してやれば、
走査線視認度が1±0.1の範囲になり、走査線形状に
起因する濃度むらを抑えることができる。
【0038】また、走査線視認度が0.9未満、すなわ
ち数5に示すような条件の場合であっても、図5から明
らかなように、多重露光した際に感度の上がる多重露光
効果を有する感光材料(曲線B、CおよびD)を用いた
方が、多重露光した際に感度の変化がない感光材料(曲
線A)よりも小さなスポット径で走査線形状に起因する
濃度むらを少なくすることができる。
【0039】
【数5】0.9・a>α・b よって、本発明は数6の条件のもとで十分効果を有する
ものである。
【0040】
【数6】α・b≦1.1・a 一般にレーザ光の強度分布はガウス分布を示すので、こ
こで、レーザ光の強度分布がガウス分布の場合の走査線
の中央部におけるレーザ光の強度aおよび隣り合う2つ
の走査線の中央部におけるレーザ光の強度bを求める。
【0041】図6はレーザ光の強度分布がガウス分布を
示し、実線は画像記録時の走査線の個々のレーザ光の強
度の分布を示し、破線は実線で示したレーザ光の強度を
重ね合わせたものである。図6において縦軸はレーザ光
の強度を示し、横軸は感光材料の副走査方向(縦方向)
の位置を示す。
【0042】図6に示すように、レーザ光の強度を1、
副走査方向のスポット径をW、走査線ピッチをPとする
と、aおよびbは数7および数8で表すことができる。
【0043】
【数7】
【0044】
【数8】 数7の右辺の第2項は両隣の走査線の山のすその光量で
あり、aの値も多重露光効果の影響を受けることになる
が、数7の右辺の第2項が微小であるため、ほとんど無
視できるレベルである。よって、レーザ光の強度分布が
ガウス分布の場合にも数4および数6の条件のもとに走
査線形状に起因する濃度むらを少なくすることができ
る。
【0045】なお、本発明で用いる感光材料は多重露光
において感度が上がるものであればよく、銀塩フィル
ム、セレン感光体、シリコン感光体、OPC(有機光導
電体)等のいずれであってもかまわない。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録画像の鮮鋭性を低下させることなく、さらには画像
記録時間の増加を招くことなく、走査線形状に起因する
濃度むらを抑えることができる。
【0047】また、レーザ光の副走査方向のスポット径
を従来より小さくしても、走査線形状に起因する濃度む
らを従来より悪化させることがないので、スポット径を
小さくし画像の鮮鋭性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像記録装置の光学系の概略図で
ある。
【図2】多重露光した際に感度の変化がない感光材料を
用いた場合の画像記録状態を示し、(a)は画像記録時
の走査線の個々のレーザ光の強度の分布を示し、(b)
は(a)に示したレーザ光の強度を重ね合わせたレーザ
光の強度分布曲線であり、(c)は(b)に示した強度
分布のレーザ光を受光したときに感光材料に蓄積される
潜像のエネルギー分布を示す。
【図3】多重露光した際に感度の上がる多重露光効果を
有する感光材料を用いた場合の画像記録状態を示し、
(a)は画像記録時の走査線の個々のレーザ光の強度の
分布を示し、(b)は(a)に示したレーザ光の強度を
重ね合わせたレーザ光の強度分布曲線であり、(c)は
(b)に示した強度分布のレーザ光を受光したときに感
光材料に蓄積される潜像のエネルギー分布を示す。
【図4】多重露光した際に感度の上がる多重露光効果を
有する感光材料を用い、図3よりもレーザ光のスポット
径を大きくした場合の画像記録状態を示し、(a)は画
像記録時の走査線の個々のレーザ光の強度の分布を示
し、(b)は(a)に示したレーザ光の強度を重ね合わ
せたレーザ光の強度分布曲線であり、(c)は(b)に
示した強度分布のレーザ光を受光したときに感光材料に
蓄積される潜像のエネルギー分布を示す。
【図5】画像記録に用いるレーザ光の副走査方向のスポ
ット径と走査線視認度との関係を示す。
【図6】図6はレーザ光の強度分布がガウス分布を示
し、実線は画像記録時の走査線の個々のレーザ光の強度
の分布を示し、破線は実線で示したレーザ光の強度を重
ね合わせたものである。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 シリンドリカルレンズ 3 ポリゴン 4 結像レンズ 6 感光材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−79563(JP,A) 特開 平5−42716(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 27/32 - 27/80 G03G 15/04 - 15/056 G03G 13/04 - 13/056 B41J 2/435 - 2/48 H04N 1/04 - 1/21

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームで感光材料上を走査するととも
    に、前記感光材料上の前記光ビームの位置を前記走査の
    方向と垂直の方向すなわち副走査方向に相対的に移動す
    ることにより2次元的な画像を記録する画像記録装置に
    おいて、 前記光ビームによる隣り合う走査線どうしが部分的に重
    なり合って前記感光材料上に多重露光される部分が生じ
    るように走査を制御する走査制御手段を有し、 前記感光材料が多重露光の際に感度の上がる多重露光効
    果を有し、その感度上昇率がαの感光材料であり、 前記感光材料が受光する前記光ビームの光量の前記副走
    査方向の強度分布が、走査線の中央部における光量の強
    度をa、隣り合う2つの走査線の中央部における光量の
    強度をbとしたとき、α・b≦1.1・aの関係を満た
    すことを特徴とする画像記録装置。
  2. 【請求項2】 前記感光材料が受光する前記光ビームの
    光量の前記副走査方向の強度分布が、走査線の中央部に
    おける光量の強度をa、隣り合う2つの走査線の中央部
    における光量の強度をbとしたとき、0.9・a≦α・
    b≦1.1・aの関係を満たすことを特徴とする請求項
    1に記載の画像記録装置。
  3. 【請求項3】 前記光ビームの前記副走査方向における
    強度分布がガウス分布であることを特徴とする請求項1
    または2に記載の画像記録装置。
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