JPH06171147A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間調画像の記録を安定して行えるようにし
た画像記録装置を提供することを目的とする。 【構成】 スリット状の照射領域を有するレーザダイオ
ードアレイと、このレーザダイオードアレイからの照射
光を前記電子写真感光体上で前記主走査方向に光学走査
させる走査手段と、前記レーザダイオードアレイの各半
導体レーザダイオードに、前記電子写真感光体上の各単
位画素に対応する領域毎にその濃度に応じた時間だけ通
電し発光させる制御手段とを備えたことを特徴とする画
像記録装置。 【効果】 細長い光パターンを主走査方向に走査して円
滑に中間調記録を可能とした効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はスリット状の高輝度光
源として半導体レーザダイオードアレイもしくは半導体
レーザダイオードを使用し、中間調あるいは多階調画像
を記録できるようにした画像記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より複写機あるいはノンインパクト
プリンタとして電子写真が数多く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の電子写真
方式の画像記録装置は普通紙に記録できる利点を有して
いる反面、中間調画像の記録性能が銀塩写真等の従来よ
り中間調画像の記録に用いられてきた手段に比べて著し
く劣るという欠点を持っている。このように電子写真方
式が、中間調画像の記録に適さないものは、主に次の２
つの原因によるものである。

【０００４】（１）入力像光の変化に応じ記録濃度が変
化するダイナミックレンジが狭い。

【０００５】（２）コロナ帯電器による帯電ムラのため
微弱光に対する記録が不安定となる。 このため、電子写真方式の画像記録装置で中間調画像を
記録できるものは実用に供せられた例はない。

【０００６】この発明は、従来装置のかかる欠点に鑑み
てなされたものであり、中間調画像の記録を安定に行え
るようにした画像記録装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる画像記
録装置は、スリット状の発光領域が副走査方向に対する
方向に長軸をもちその長軸と短軸の比が３：１以上であ
るレーザダイオードアレイと、このレーザダイオードア
レイからの照射光を主走査方向に光学走査させる走査手
段と、前記レーザダイオードアレイの各半導体レーザダ
イオードを通電し発光させる制御手段とを備える。

【０００８】また、上記半導体レーザダイオードの発光
数とその通電時間を変化させる。

【０００９】さらにまた、この発明に係わる画像記録装
置は、発光領域が副走査方向に対する方向に長軸をもち
その長軸と短軸の比が３：１以上であるレーザダイオー
ドと、このレーザダイオードからの照射光を主走査方向
に光学走査させる走査手段と、前記レーザダイオードを
通電し発光させる制御手段とを備える。

【００１０】

【作用】この発明に係わる画像記録装置は、走査手段が
スリット状の照射領域を有するレーザダイオードアレイ
からの照射光を前記電子写真感光体上で前記主走査方向
に光学走査し、前記電子写真感光体上の各単位画素に対
応する領域毎にその濃度に応じた時間だけ通電し発光す
ることができる。

【００１１】また、レーザダイオードアレイを構成する
発光領域の発光数とその通電時間を変化させることによ
り、主走査方向と共に副走査方向の画素幅を変調して階
調ある画像を形成することができる。

【００１２】さらにまた、この発明に係わる画像記録装
置は、走査手段が照射領域を有するレーザダイオードか
らの照射光を前記電子写真感光体上で前記主走査方向に
光学走査し、前記電子写真感光体上の各単位画素に対応
する領域毎にその濃度に応じた時間だけ通電し発光する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１は、この発明に使用する半導体レーザダイオー
ドアレイ（以下ＬＤＡと称す）の一構造例を示したもの
である。

【００１４】図において、１はＧａＡｓ基板を、２ａ，
２ｂは取り出し電極を各々示す。また、ＧａＡｓ基板１
上には各々の発光領域３１，３２，…３ｎが直線上に一
列に配列されたｎ個のレーザダイオード４１，４２，…
４ｎより構成されるＬＤＡ５が形成されている。

【００１５】次にこのようなＬＤＡ５により実現される
中間調の記録を図２に示すモデル図によって説明する。
図２は電子写真感光体（図示せず）上に投影されるＬＤ
Ａ５からの光パターン（以下ＬＤＡ光のパターンとい
う）を示す。

【００１６】図３は本発明に係る中間調表現方法の説明
図で、図３（Ａ）は通電時間との対応で単位画素毎の面
積変調を、図３（Ｂ）は対応する通電時間を示す。また
主走査方向をＸ方向、副走査方向をＹ方向とする。この
例では副走査方向とＬＤＡ５の長軸方向が一致するよう
配置し、画素との関係を副走査画素ピッチＸ_B はＬＤＡ
５の長軸の長さに等しく、また主走査画素ピッチＸ_A は
ＬＤＡ５の短軸の幅の１６倍に等しくなるように選んで
ある。ＬＤＡ５からの照射光は、走査手段（図示せず）
により電子写真感光体上を主走査方向（Ｘ方向）に走査
される。

【００１７】ここで、ＬＤＡ等の光学素子の光学走査に
ついて説明する。光学走査については、以下の（Ｉ）〜
（ＩＩＩ）について従来よく知られており、（Ｉ）〜
（ＩＩＩ）を一般的に光学走査と記載する。 （Ｉ）光学素子がホリゴンミラーやガルバノミラーの回
転により主走査方向に走査される光学走査。 （ＩＩ）感光体が副走査方向に移動する光学走査。 （ＩＩＩ）光学素子がホログラムの回転により主走査方
向に走査される光学走査。

【００１８】今、電子写真感光体上の単位画素１つ分の
領域に対応する主走査ピッチＸ_A を走査するに必要な時
間をｐとし、相対的な中間調記録を行う場合について説
明する。例えば図３の（イ）に示すように、主走査方向
に走査しながらＬＤＡ５を構成するｎ個のレーザダイオ
ード全部を同時にｔｐ＝ｐ／１６の時間だけ通電し残り
の時間［ｐ−（ｐ／１６）］は通電を止めると、ｐ／１
６は明るい部分、［ｐ−（ｐ／１６）］は暗い部分とな
るので単位画素（Ｘ_A ）×（Ｘ_B ）の１／１６の有効積
を持つ相対的な中間調画素が得られる。以下、ｔｐ＝ｐ
／８，ｐ／２，ｐのように通電時間ｔｐを変化させる
と、通電時間ｔｐに応じて段階的または連続的に単位画
素（Ｘ_A ）×（Ｘ_B ）毎、面積を変調することができ、
結果的に広範囲にわたり変化する相対的な中間調画素を
得ることができる。

【００１９】このように単位画素毎の面積変調をしたＬ
ＤＡ光を従来のカールソン法，ＴＥＳＩ（静電転写）
法、あるいは絶縁体層と光導電体層との複合層感光体を
使う方式等の電子写真感光体上に投影し電荷像に変換す
る。

【００２０】次にこの電荷像をトナー現像したのち、普
通紙にトナー転写し、加熱定着すると普通紙上に安定し
た中間調画像の記録を得ることができる。なお、個々の
電子写真方式の具体的作像法については公知であり、か
つ本発明の目的とするところではないので説明しなかっ
たが、レーザダイオードアレイを光源とする限り、特定
の電子写真方式あるいはその作像順序を限定するもので
はない。

【００２１】以上のように、この発明による電子写真式
画像記録装置では図２で示したスリット状の形状をした
ＬＤＡを光源として使い電子写真感光体上へ照度を下げ
ずにＬＤＡに流すパルス状電流の通電時間のみを変えて
単位画素毎の面積変調を行い、中間調画素を形成するよ
うにしたので電子写真式画像記録装置におけるダイナミ
ックレンジが狭いという問題と微弱光におけるコロナ帯
電器による帯電班あるいは現像器による現像班等の発生
という問題を回避して、安定した中間調画像記録が行え
るようになった。

【００２２】なお、以上はスリット状の光輝度光源とし
て複数個の半導体レーザダイオードを一列に並べたレー
ザダイオードアレイを用いる場合について説明したが発
光部分がスリット状の光源を形成するのに十分な細長い
レーザダイオードを用いても上記と同様に電子写真記録
におけるダイナミックレンジの問題と微弱光における現
像班の発生の問題を解決でき、しかも構造が単独な多階
調画像の記録を行える画像記録装置を構成できる。な
お、実用上偏平の程度は長軸３に対し短軸１程度以上で
あればよいと見られる。

【００２３】次に、記録画像の階調については上記、図
に示す実施例ではＬＤＡ５の長軸と短軸の比が１６対１
の場合であるので１７階調の記録画像を得ることができ
るが、長軸と短軸の比を５０対１あるいはそれ以上のも
のに増加させることも可能であるので、この方式による
記録画像の階調を５０階調あるいはそれ以上にすること
も可能であり、このようなものの使用によって解像度が
１０本／ｍｍ以上で、かつＡ４サイズの記録時間が２秒
あるいはそれ以下の高速記録が可能となる。

【００２４】以上はＬＤＡを構成するレーザダイオード
全部を同時に通電する場合について説明したがＬＤＡを
構成する各レーザダイオードを独立して発光させるよう
にすると、発光させるレーザダイオードの数を変えるこ
とにより、前記主走査方向の画素幅の変調だけではなく
副走査方向の画素幅の変調を行うことができ、レーザダ
イオードの数がｎの場合、階調表現能力はさらにｎ倍増
加させることができる。これは例えば、図２においてＬ
ＤＡの一括通電制御では１７階調しか階調表現できない
のに対し、ＬＤＡを構成するレーザダイオードの発光個
数の制御まで行うと、レーザダイオードの数が１６個で
あれば２５７階調の階調表現できることになる。また、
発光させるレーザダイオードの位置と通電時間のタイミ
ングの組合せにより（Ｘ_A ）×（Ｘ_B ）の単位画素中の
微少画素の配列と形状を制御でき、例えば網点あるいは
いわゆるＢａｙｅｒタイプの画素配列を実現することが
できる。

【００２５】尚、図２のレーザダイオードアレイの光パ
ターン図では、ＬＤＡの長軸の方向は副走査方向と一致
させた場合についてのみ示したが、人間の眼は水平方向
の解像度が最も高く、垂直方向の解像度が水平方向に次
ぐ解像性を有している。プリンタのように点の集合で、
文字や画像を表現する場合には、文字のように線が接が
るものでは顕著でないが、この発明のように中間調を有
する画像を再現するものでは、点が離れて印字される。
この際、点の並び方が直線感知されると画質劣化の原因
となる。このため点の並びが見えず、平均的な濃度とし
て感知されるように画質劣化を少なくする必要がある。
この発明では、ドットの並びができるだけ眼につかない
方向にドットを傾けることにより、画質劣化の少ない画
像を記録できるようにしたものである。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る画像記
録装置は、 （ｉ）主走査方向に細長い光パターンを形成し、この光
を主走査方向に光学走査し、レーザダイオードの発光数
及びその通電時間を制御して中間調記録を行うようにす
る構成なので、細長い光パターンを主走査方向に走査す
ることにより円滑に中間調記録を可能とした効果が得ら
れる。

【００２７】（ｉｉ）レーザダイオードアレイあるいは
長軸と短軸の比が少なくとも３：１以上である半導体レ
ーザダイオードにより細長いスリット状の光パターンを
形成し、光学走査時の通電時間を制御することにより、
ランニングコストの高い特殊な記録紙を使わずに普通紙
に記録を行える電子写真方式で中間調記録を行うことが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における半導体のレーザダイオードアレ
イの一実施例を示す構造概念図。

【図２】図１のレーザダイオードアレイの光パターン
図。

【図３】本発明による中間調表現法の説明図。

【符号の説明】

１ ＧａＡｓ基板 ２ａ 取り出し電極 ２ｂ 取り出し電極 ５ ＬＤＡ ３１ 発光領域 ３２ 発光領域 ４１ レーザダイオード ４２ レーザダイオード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め帯電された電子写真感光体上を主走
   査及び副走査方向に二次元的に光学走査して、所定の電
   荷潜像を形成し、この電荷潜像を現像した像を普通紙に
   転写して記録像を得るものにおいて、スリット状の発光
   領域が前記副走査方向に対する方向に長軸をもちこの長
   軸と短軸の比が３：１以上であるレーザダイオードアレ
   イと、このレーザダイオードアレイからの照射光を前記
   電子写真感光体上で前記主走査方向に光学走査させる走
   査手段と、前記レーザダイオードアレイの各発光領域
   に、前記電子写真感光体上の各単位画素に対応する領域
   毎にその濃度に応じた時間だけ通電し発光させる制御手
   段とを備えたことを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 レーザダイオードアレイを構成する発光
   領域の発光数とその通電時間を変化させ、主走査方向と
   共に副走査方向の画素幅を変調して階調ある画像を形成
   するようにしたことを特徴とする請求項第１項記載の画
   像記録装置。
3. 【請求項３】 予め帯電された電子写真感光体上を主走
   査及び副走査方向に二次元的に光学走査して、所定の電
   荷潜像を形成し、この電荷潜像を現像した像を普通紙に
   転写して記録像を得るものにおいて、発光領域が前記副
   走査方向に対する方向に長軸をもちこの長軸と短軸の比
   が３：１以上であるレーザダイオードと、このレーザダ
   イオードからの照射光を前記電子写真感光体上で前記主
   走査方向に光学走査させる走査手段と、前記レーザダイ
   オードアレイの各発光領域に、前記電子写真感光体上の
   各単位画素に対応する領域毎にその濃度に応じた時間だ
   け通電し発光させる制御手段とを備えたことを特徴とす
   る画像記録装置。