JPH04163516A - 画像記録装置 - 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〕 本発明はレーザビームプリンタやレーザファクシミリ等
で、文字や図形などの情報を複数のレーザビームによっ
て像形成体上に照射するようにした画像記録装置に関す
る。

〔発明の背景〕

記録信号によって変調された１本のレーザビームによっ
て、レーザ光を像形成体上を走査して該像形成体上に記
録信号にもとづく情報を記録する画像記録装置は良く知
られている。

この１本のレーザビームを用いて記録速度を高めるため
には、レーザビームの走査速度を上げることが必要であ
る。しかし像形成体上には一定量以上の光を照射する必
要があり、また偏向手段である回転多面鏡の回転速度を
高めることも限界があるので、１本のレーザビームによ
る書き込みに代えて１回の主走査で複数本のレーザビー
ムによる走査方式も知られている。

このマルチレーザビームによる走査方式の光源としては
、複数本のレーザ光源を用いる方式以外に、半導体レー
ザアレイを光源として用いることが知られている。半導
体レーザアレイは、各々変調を可能とした複数のレーザ
発光素子を数十ミクロンの等間隔にアレイ化したもので
、かかる半導体レーザアレイから発するレーザ光線を一
括して走査する技術手段については、特公昭５８−８６
２７号公報による提案がある。

また走査手段としては、モータによって等速回転する多
面鏡（ポリゴンミラー）により°レーザ光を反射させｆ
θレンズを透過させて像形成体上を微小なスポットに絞
られた形で走査する技術手段が知られている。

また像形成手段としてはモータによって等速回転する感
光体ドラムで、ドラム軸と前記のレーザ光の走査方向と
を平行に設置し、感光体ドラムの回転が副走査となって
、前記の走査とともに予め一様帯電した感光体ドラム周
面上に画像の潜像を形成することが知られている。

またレーザ記録を行うのに２値記録によって行うことは
、記録が簡単で安定性が良い等の特長を有しているが、
反面ｒ４ｉ調性が良くなく、モアレが生じ易い等の問題
があるので、デイザ法を用いて中間調を表現することが
なされている。この場合、ｌ：１に対応する原画画素を
デイザマトリックスのしきい値と比較することによって
２値化するもので、デイザマトリックスのサイズは４×
４又は８×８等か用いられる。レーザ記録にあっては上
記の４又は８等はデイザ周期とも呼ばれる処理単位であ
って、処理単位毎の処理によって滑らかな階調表現が得
られる。なお、画像処理単位はパルス幅変調を用いた場
合は、処理の周期を指し、またパルス幅変調とデイザ処
理を組み合わせた場合も周期的な処理単位を指す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

走査手段としての多面鏡は等速に回転する正しい等多面
体であることが必要で、多面鏡間での面の傾き（倒れ角
）が相違すると、極めて僅かな相違であってもこれが光
テコによって拡大され、前記の形成される画像について
は同期ムラが生じることとなる。

また半導体レーザアレイを用いた場合、複数のレーザア
レイかも発するビーム条件、例えば光強度分布、ビーム
径、ビーム断面形状等が完全に一致することは難しく、
経時変化によっても差異が生じることとなる。そのため
複数の半導体レーザを基板上に一列に等間隔に設けて像
形成体上に各ビーム間にｌｂ本宛の走査画像記録を行っ
た場合、隣合った半導体レーザによる走査線の境目には
長周期の周期的な乱れがムラとして生じることとなる。

本発明はこれらの点を解決して、同期ムラが視覚的に認
めにくい複数のレーザビームによって画像記録する画像
記録装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、複数の発光部を有するレーザ装置より発す
るレーザビームを回転する回転多面鏡の鏡面で反射させ
て移動する像形成体上に像露光を行う画像記録装置にお
いて、前記像形成体上に形成される各ビーム間の走査数
ｌｂと、画像の処理単位Ｐｉと、回転多面鏡の面数ｎｍ
との間には、Ｐｉ−ｉＸｎｍ １　ｂ＝　ｊ　Ｘ　ｎ■　　　（ｉ、ｊ：自然数）の関
係にあることを特徴とする画像記録装置によって達成さ
れる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例である画像記録装置の
構成について説明する。

第１図に示した画像記録装置１００は、ページメモリか
らの画像濃度データで変調した変調信号で、レーザ装置
である半導体レーザアレイ１１を発振させ、コリメータ
レンズ１２で平行光とした上レーザ光を一定の速度で回
転する回転多面鏡であるポリゴンミラー１４で偏向させ
、ｆθレンズ１５及びシリンドリカルレンズ１６によっ
て、−様帯電した像形成体である感光体ドラム２１周面
上に微少なスポットに絞って走査する。ここでｆθレン
ズ１５は等速の光走査を行うための補正レンズであり、
シリンドリカルレンズ１３．１６はポリゴンミラー１４
による面倒れを補正するレンズである。また１７はミラ
ー、１８はインデックスセンサで、インデックスセンサ
１８からのインデックス信号によって所定速度で回転す
るポリゴンミラー１４の面位置を検知し、主走査方向の
検知した周期によってディジタル画像濃度信号による光
走査を行っている。

半導体レーザアレイ１１は、ｎｂ個（実施例ではｎｂ−
４について説明する）の半導体レーザｌｌａ。

１１ｂ、ｌｌｃ、ｌｌｄが基板上に一列に等間隔で配列
されたもので、ＧａＡｌＡｓ等の素子を正確な間隔をも
ってアレイとしたものである。この−列に半導体レーザ
を配列した半導体し・−ザアレイ１１はポリゴンミラー
１４の軸に平行に配置されている。半導体レーザは上下
及び左右方向に数置ないし土装置の拡がりをもって発光
しているので、コリメータレンズ１２は半導体レーザア
レイ１１に近接して配置し、シリンドリカルレンズ１３
．１６と共働して感光体ドラム２１上にＷの等間隔（ド
ツト中心間の間隔）にかつスポット状（ドツトの縦（副
走査）方向の径ｄ）に結像するようなレンズ構成となっ
ている。

ポリゴンミラー１４はミラー面数ｎｉ＋＝６の等多面鏡
で、毎秒ｍ回例えば１５０ｒｐｓで回転している。

本発明の画像記録装置にあっては、感光体ドラム２１上
に形成されるレーザ装置である半導体レーザｌｌａ、１
１ｂ、１１ｃ、ｌｌｄのスポットＳａ　、　Ｓｂ　、　
Ｓｃ　、　Ｓｄのそれぞれの間での走査数ｌｂと、画像
の処理単位Ｐｉと、回転多面鏡であるポリゴンミラー１
４の面数ｎｍとの間には、 Ｐｉ＝ｉＸｎｍ ｌｂ＝ｊＸｎ閣　　（ｉ、ｊ：自然数）なる関係にある
ようにしたもので、本実施例では１−１ｑ　　ｊ−３，
ｒｚ＋−６として、Ｐｉ＝６ １　ｂ＝　１８ライン となるよう設定した。即ち、　この実施例では６×６サ
イズのデイザマトリックスを用いてデイザ処理を行って
レーザ記録を行っている。したがってここでのデイザ周
期は６であって、画像の処理単位Ｐｉは６である。また
、半導体レーザの数ｎｂは４に設定した。第２図は感光
体ドラム２１上での走査を示す模式図である。ここでは
半導体レーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ｌｌｄの感光体
ドラム２１上でのスポットＳａ　、　Ｓｂ　、　Ｓｃ　
、　Ｓｄの副走査方向の間隔ｄ−５０μｍであって、か
つ走査する隣接した各ラインは隙間なく密着した形で画
像記録が行われる。従って、スポットＳａとｓｂ、　ｓ
ｂとＳｃ、　ＳｃとＳｄとのそれぞれの間の間隔Ｗは ｗ　−ｄ　Ｘ　Ｉ　ｂ−５ｏｘ　１８−９００μｍとな
る。また、光走査中の感光体ドラム２１周面での副走査
速度は毎秒 ５０／７　ｍ　Ｘ　４　Ｘ　６　Ｘ　１５０−１８０ｍ
　ｍの高速での画像記録（毎秒３，６００本でのレーザ
記録）がなされる。

感光体ドラム２１上で、ｗ　＝９００．ｕ　ｍ　、ｄ　
＝５０μｍにスポット露光がなされていることは、半導
体レーザアレイ１１についてみると、半導体レーザｌｌ
ａ。

１１ｂ、ｌｉｅ、ｌｉｄの発光部サイズは１０．ｕｍ１
発光部の間隔は１８０μｍであって、前記のコリメータ
レンズ１２．　ｆθレンズ１５．シリンドリカルレンズ
１３．１６からなる結像光学系によって５倍の拡大率で
感光体トラム２１上に拡大投射されていることになる。

上記の画像記録を行う制御回路図を示したのが、第３図
である。画像読み取り部からの画像情報あるいはコンピ
ュータ等からの情報は、シリアル信号（Ａ）として入力
端子３０に印加される。入力端子３０に印加されたシリ
アル画像情報（Ａ）は、入力端子３１に印加されるライ
ン同期信号（Ｂ）と予め設定された画像の処理単位数Ｐ
ｉと走査数ｌｂが記憶されているＲＯＭ３４とともにバ
ッファスイッチ制御を行うＣＰＵの制御回路３３の制御
によって、ｌライン毎にバッファスイッチ３２を経て、
画像情報の１スキャンライン分の画素数に等しいビット
数をもつシフトレジスタ等で構成される第１−第４ライ
ンバツフア３５ａ〜３５ｄに順次格納される。ｍｌライ
ンバッファ３５ａには半導体レーザｌｌａから出力され
る１２４２分の画像情報が格納され、以下同様に第２〜
第４ラインバツフア３５ｂ〜３５ｄには半導体レーザｌ
ｌｂ　−ｌｉｄから出力される１２４２分の画像情報が
格納される。ラインバッフ　７３５ａ、３５ｂ、３５ｃ
、３５ｄの内容は制御回路３３によって制御されるバッ
ファスイッチ３７ａ　、　３７ｂ　、　３７ｃ　、　３
７ｄを経て＄１．第２．第３、第４　ＲＡＭ３６ａ、３
６ｂ、３６ｃ、３６ｄにストアされる。第１　ＲＡＭ３
６ａには半導体レーザｌｌａから出力される走査数ｌｂ
（この実施例では１８ライン分）の画像情報がストアさ
れ、同様に第２　ＲＡＭ３６ｂには半導体レーザｌｌｂ
から出力される走査数ｌｂ（この実施例ではｌ９ライン
から３６ラインまでの１８ライン分）の画像情報かスト
アされ、第３　ＲＡＭ３６Ｃには半導体レーザｌｌｃか
ら出力される走査数ｌｂ（この実施例では３７ラインか
ら５４ラインまでの１８ライン分）の画像情報がストア
され、第４　ＲＡＭ３６ｄには半導体レーザｌｉｄから
出力される走査数ｌｂ（この実施例では５５ラインから
７２ラインまでの１８ライン分）の画像情報がストアさ
れる。

一方、インデックスセンサ１８からのインデック信号に
よって、第１　ＲＡＭ３６ａ、第２　ＲＡＭ３６ｂ、第
３ＲＡＭ３６ｃ　、第４　ＲＡＭ３６ｄは同期した形で
同時に画像情報を出力し、変調手段３８ａ　、　３８ｂ
　、　３８ｃ　、　３８ｄによってデイザ処理がなされ
て、パルス動作に適したパルス幅と繰り返し周期に変調
したのちレーザドライバ３９ａ　、　３９ｂ　、　３９
ｃ　、　３９ｄによって、半導体Ｌ／−サ７Ｌ−イ１１
の半導体レーザｌｌａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　ｌｉｄ
に印加されて発光制御がなされる。

ポリゴンミラー１４と感光体ドラム２１とはそれぞれポ
リゴンミラー駆動手段１４Ｍ　、感光体ドラム駆動手段
２１Ｍによって等速に駆動回転するが、上記駆動手段は
いずれもパルスモータであってクロｌり信号発生手段４
０からのクロック信号に基づいて制御回路３３により速
度制御がなされる。ポリゴンミラー１４は本実施例にお
いては、１５０ｒｐｓ（９０００ｒｐｍ）となるよう等
間隔パルスによるパルス制御かなされる。

また感光体ドラム２１の回転による副走査については、
上記の走査中は本実施例では前述のように毎秒１８０ｍ
　ｍの周速となるよう、等間隔パルスによるパルス制御
がなされ、上記の走査が終了すると上記走査におけるパ
ルス数の３倍（半導体レーザの個数ｎｂより１を差し引
いた倍数）のパルス数がパルス間隔をつめたパルス制御
によって高速の副走査方向の送りを行う。かかる正規の
等連送り（副走査）と高速送りとを交互に行うよう制御
される。

本実施例ではビーム間の走査数ｌｂはポリゴンミラー１
４の面数の３倍（ｊ−３）としたが走査数ｌｂが小さい
稈長周期のムラは目立たなくなる。

一般には、ｊの値の許容される範囲はｊ＝１〜４である
。

以上説明した実施例は、発光部の数ｎｂを４としたが、
ポリゴンミラー１４の面数ｎｍあるいは処理単位Ｐｉと
同じとすることによりさらに長周期のムラを除去するこ
とができて、好ましい結果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によるレーザ装置として、半導体レーザアレイを
用いかつデイザ処理等の画像処理を行うようにした画像
記録装置では、隣あった半導体レーザによる走査線の境
目にも長周期の周期的な乱れが生じることがなく、ムラ
が目立たなくかつ階調表現が滑らかな画像記録がなされ
るようになり、また高速処理がなされる特長をも併せ持
つもので、半導体レーザアレイ内に設ける半導体レーザ
の数を増やすことによって、処理速度を更に高めること
が可能になる。

す斜視図、 ｗｃ２図は実施例の感光体ドラム上でのレーザ走査を示
す模式図、 第３図は実施例の画像記録を行う制御回路図。

１１・・・半導体レーザアレイ １１ａ−ｌｉｄ・・・半導体レーザ １２・・・コリメータレンズ　１４・・ポリゴンミラー
１５・・・ｆθレンズ　　　　１８・・・インデックス
センサ２１・・・感光体ドラム　　　３０．３１・・・
入力端子３３・・・制御回路　　　　　３４・・・ＲＯ
Ｍ３５ａ〜３５ｄ・・・ラインバッファ ３６ａ−３６ｄ−ＲＡＭ　　　　　３８ａ−３８ｄ−変
調手段３９ａ〜３９ｄ・・・レーザドライバ 出願人　　　コ　ニ　カ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の発光部を有するレーザ装置より発するレーザビー
   ムを回転する回転多面鏡の鏡面で反射させて移動する像
   形成体上に像露光を行う画像記録装置において、 前記像形成体上に形成される各ビーム間の走査数ｌｂと
   、画像の処理単位Ｐｉと、回転多面鏡の面数ｎｍとの間
   には、 Ｐｉ＝ｉ×ｎｍ ｌｂ＝ｊ×ｎｍ（ｉ、ｊ：自然数） の関係にあることを特徴とする画像記録装置。