JPH08146328A - レーザ記録装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体の感光面における入射エネルギ量の一走
査内における変化を低減し、これにより１ライン内での
濃度むらの少ない高画質な画像を記録することを可能と
する。 【構成】露光データ制御部１１は、ｆ−θレンズ２７の
影響による一走査内での像面光量の変化を相殺し、感光
ドラム３の感光面に入射する光エネルギ量を一走査内で
均一とすべく、発光駆動部２３へと与える露光データの
１画素分の“Ｈ”レベルの期間を一走査内で変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画データに応じて変調
されたレーザ光を偏向して感光体の感光面に走査するこ
とにより電子写真プロセスのうちの露光を行うレーザ記
録装置および、このようなレーザ記録装置と対で用いら
れて読取原稿の画像に応じた画データを上記レーザ記録
装置に与えるために生成する画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ記録装置は、電子写真方式により
画像の記録を行う電子写真記録装置の一種であるが、画
データに応じて変調されたレーザ光を、ポリゴンミラー
などの偏向光学系により偏向して感光体の感光面に走査
することにより露光を行うことを特徴とするものであ
る。

【０００３】さて、このようなレーザ記録装置では、偏
向光学系で偏向された後のレーザ光は、何らかの光学素
子を介して感光体の感光面に入射される。すなわち例え
ば、偏向光学系により偏向されるレーザ光は、感光面に
おける走査速度が一走査内で変化するので、これを補償
するためのｆ−θレンズなどを介して感光面に入射され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、偏向光学系
と感光体との間に介在するｆ−θレンズなどの光学素子
の特性により、感光面でのレーザ光の強度が一走査内に
おいて変化する場合がある。具体的には、例えば走査領
域の中央部と端部とで１０〜２０％程度の強度差が生じ
る。

【０００５】レーザ記録装置では、露光の際に感光面に
入射する光エネルギ量が記録濃度に影響するため、上述
のように一走査内においてレーザ光の入射強度が変化し
てしまうと、記録された画像においては１ライン内にお
ける濃度や解像度のむらとして現れることになり、画質
の劣化を来す。これは、中間調画像の記録を行う場合に
おいては画質への影響が特に大きい。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、第１に、感光
体の感光面における入射エネルギ量の一走査内における
変化を低減し、これにより１ライン内での濃度むらの少
ない高画質な画像を記録することができるレーザ記録装
置を提供することにある。

【０００７】また第２に、対で使用されるレーザ記録装
置において記録を行う際に、感光体の感光面における入
射エネルギ量の一走査内における変化を低減し、これに
より１ライン内での濃度むらの少ない高画質な画像を記
録することを可能とする画データを生成可能な画像読取
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに第１の発明は、電子写真方式で画像の記録を行うも
のであり、画データに応じて１画素毎にＯＮ／ＯＦＦさ
れるレーザ光を偏向光学系により偏向しつつ例えばｆ−
θレンズなどの所定の光学素子を介して感光体の感光面
に走査することにより露光を行うレーザ記録装置におい
て、例えば露光データ制御部などの手段により、前記光
学素子の光学特性に起因する前記感光面への入射光量の
一走査内での変化を考慮して、各画素に対する前記レー
ザ光の発光エネルギ量（発光光量や発光時間）を一走査
内で変化させるようにした。

【０００９】また第２の目的を達成するために第２の発
明は、レーザ記録装置と対で用いられる画像読取装置に
おいて、読取原稿からの反射光像を光電変換して画像信
号を生成する例えばＣＣＤセンサなどの光電変換手段
と、前記レーザ記録装置における例えばｆ−θレンズな
どの光学素子の光学特性に起因する感光面への入射光量
の一走査内での変化を考慮して、前記光電変換手段で生
成された画像信号における各画素のレベルを１ライン内
で変化させる例えばシェーディング補正回路などのレベ
ル補正手段と、このレベル補正手段にてレベルが変化さ
れたのちの画像信号に対して擬似中間調二値化処理を施
して前記画データを生成する例えば擬似中間調二値化回
路などの二値化手段とを具備した。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、各画素に対するレーザ光
の発光エネルギ量（発光光量や発光時間）が一走査内で
変化され、光学素子の光学特性に起因する前記感光面へ
の入射光量の一走査内での変化が相殺される。これによ
り、感光体の感光面へ入射する光エネルギ量の変化が低
減される。

【００１１】また第２の発明によれば、読取原稿からの
反射光像を光電変換手段にて光電変換して生成された画
像信号における各画素のレベルが１ライン内で変化され
た上で、擬似中間調二値化処理が施されて前記レーザ記
録装置へと与える画データが生成される。これにより、
画データが示す画像は、ある程度の範囲でみれば濃度が
変化されており、光学素子の光学特性に起因する前記感
光面への入射光量の一走査内での変化とによって視覚上
の濃度むらが低減される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。

【００１３】（第１実施例）図１は本発明に係るレーザ
記録装置の要部構成を示す図である。図中、１は主制御
部であり、本レーザ記録装置を全般的に制御する。２は
本レーザ記録装置の露光部であり、レーザ光２１を発す
るレーザダイオード２２、レーザダイオード２２を駆動
制御する発光駆動部２３、レーザダイオード２２から発
せられたレーザ光２１を所定径の光とするコリメータレ
ンズ２４、ポリゴンモータ２５により所定速度で等速回
転し、レーザ光２１を感光ドラム３の感光面に走査せし
めるポリゴンミラー２６、ポリゴンミラー２６で反射し
たレーザ光２１を感光ドラム３の感光面に等速走査させ
るｆ−θレンズ２７、反射ミラー２８により抽出された
レーザ光２１ａを検出するための例えばフォトダイオー
ド等からなるビーム検出器２９などを有する。

【００１４】なお、感光ドラム３の周囲には他の電子写
真プロセス（帯電，現像，転写等）を実行する装置が配
置されるが、ここでは図示を省略する。

【００１５】さて、主制御部１は画データに対応する露
光データを生成する露光データ制御部１１を有する。図
２はこの露光データ制御部１１の詳細な構成を示す図で
あり、この図に示すように露光データ制御部１１は、画
素カウンタ４１、補正データテーブル２４、セレクタ４
３、遅延素子アレイ４４、ＯＲゲート４５およびＡＮＤ
ゲート４６からなる。

【００１６】画素カウンタ４１は、ビーム検出器４から
１ラインにつき１回発生される検出信号が水平同期パル
スとしてクリア端子に、また画データに同期したデータ
クロックがクロック端子にそれぞれ入力されており、水
平同期パルスによりクリアされてからのデータクロック
のクロック数をカウントし、そのカウント値を補正デー
タテーブル４２に与える。

【００１７】補正データテーブル４２は、画素カウンタ
４１のカウント値を読出しアドレスとし、そのアドレス
に対応する領域に予め設定された露光パルス幅の補正デ
ータをセレクタ４３へと出力する。なお補正データは、
露光部２のｆ−θレンズ２７の影響による感光ドラム３
の感光面への入射光量（像面光量）の変化を補正するた
めのものであり、具体的には次のように設定される。す
なわち、露光パルスのパルス幅を１ライン中の各画素に
関して同一とした場合、ｆ−θレンズ２７の影響によ
り、像面光量は図３に示すように一走査における中央位
置COS に比べて始端位置SOS および終端位置EOS の方が
小さくなる。そこでこの特性を考慮し、各画素に対応す
る走査位置における像面光量と最大の像面光量（図３の
例では中央位置COS の像面光量）との差に相当するエネ
ルギを得られる露光時間を求め、この露光時間を示すデ
ータを補正データとする。

【００１８】遅延素子アレイ４４は、遅延素子を多段に
接続してなるものであり、露光基準パルスをそれぞれ任
意の時間ずつずらした複数の遅延パルスを生成し、これ
ら複数の遅延パルスのそれぞれをセレクタ４３に与え
る。なお、遅延素子アレイ４４が生成する複数の遅延パ
ルスのそれぞれの遅延時間は、補正データが示す露光時
間に対応するものである。

【００１９】セレクタ４３は、遅延素子アレイ４４が出
力する複数の遅延パルスのうちで露光パルス幅テーブル
４２から出力されている補正データに対応するものを選
択し、選択遅延パルスとして出力する。

【００２０】セレクタ４３から出力される選択遅延パル
スは、ＯＲゲート４５の一方の入力端に入力される。Ｏ
Ｒゲート４５の他方の入力端には露光基準パルスが入力
されており、ＯＲゲート４５は、露光基準パルスと選択
遅延パルスとの論理和によりなる露光パルスを生成す
る。この露光パルスは、ＡＮＤゲート４６の一方の入力
端に入力される。ＡＮＤゲート４６の他方の入力端には
画データが入力されており、ＡＮＤゲート４６は露光パ
ルスが入力されているときにのみ画データを露光データ
として出力する。この露光データが、露光部２のレーザ
駆動部２２へと与えられる。

【００２１】次に以上のように構成されたレーザ記録装
置の動作を説明する。

【００２２】まず主制御部１では、露光データ制御部１
１が画データに応じた露光データの生成を次のように行
う。

【００２３】画素カウンタ４１では、データクロックの
クロック数がカウントされるが、そのカウント値は水平
同期パルスによってクリアされるので、光ビーム２１の
走査位置を走査範囲の始端からの画素数として表したも
のとなる。そこで補正データテーブル４２は、画素カウ
ンタ４１のカウント値に対応する補正データを出力する
ことにより、画データとして現在入力されている画素に
関する露光パルス幅の補正値をセレクタ４３に対して指
示する。

【００２４】さてセレクタ４３は、遅延素子アレイ４４
で生成された複数の遅延クロックのうちで、補正データ
テーブル４２から与えられる補正データに対応するもの
を選択し、選択遅延パルスとして出力する。これによ
り、補正データが示す露光パルス幅の補正値に相当する
時間の遅延を受けた遅延パルスが選択遅延パルスとして
ＯＲゲート４５に入力されることになる。

【００２５】ＯＲゲート４５では、このようにセレクタ
４３から出力された選択遅延パルスと露光基準パルスと
の論理和が取られており、図５に示すように露光基準パ
ルスのパルス幅と選択遅延パルスの遅延時間とを加算し
たパルス幅を有する露光パルスが生成される。ここで露
光基準パルスのパルス幅は、中央位置COS において感光
面に入射する光エネルギ量が、所望とする最適な濃度の
画素を記録することができる光エネルギ量となるように
設定されている。

【００２６】そして、ＡＮＤゲート４６において露光パ
ルスが存在するときにのみ画データを通過させることに
より、図５に示すように、画データに応じ、かつ黒画素
に対してはその画素に対して決定された露光パルス幅に
亙り“Ｈ”レベルとなる露光データが生成される。

【００２７】以上のようにして露光データ制御部１１で
生成された露光データは、露光部２の発光駆動部２３に
与えられる。そして発光駆動部２３は、露光データが
“Ｈ”レベルである期間にレーザダイオード２２を一定
の発光光量で発光させる。露光データが“Ｈ”レベルで
ある期間は画素毎で異なっており、露光時間は走査位置
に対して例えば図４に示すような特性となる。

【００２８】かくして本実施例によれば、ｆ−θレンズ
２７の影響により中央位置COS に比べて像面光量が低下
する走査位置に対しては、その光量差を補償するべく露
光パルス幅を大きく設定し、露光時間を延長する。従っ
て、感光ドラム３の感光面への入射エネルギ量は、一走
査内におけるどの位置でもほぼ均一となり、記録された
画像における１ライン内での濃度むらが低減される。

【００２９】（第２実施例）ところで、以上の第１実施
例では感光ドラム３の感光面への入射エネルギ量を、１
画素当りの露光時間を変化させることにより制御してい
るが、感光ドラム３の感光面への入射エネルギ量はレー
ザダイオード２２の発光光量を変化させることによって
も制御することができる。以下、このようにレーザダイ
オード２２の発光光量を変化させるようにした実施例を
説明する。

【００３０】本実施例のレーザ記録装置は、概略構成は
図１に示したものであり、前述した第１実施例と同様で
あるが、露光データ制御部１１の具体的な構成が異なっ
ている。

【００３１】図６は本実施例に係るレーザ記録装置にお
ける露光データ制御部１１の具体的な構成を示す図であ
る。なお、図１および図２と同一部分には同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００３２】露光データ制御部１１は、画素カウンタ４
１、発光光量テーブル５１およびＤ／Ａ変換部５２から
なる。

【００３３】発光光量テーブル５１は、画素カウンタ４
１のカウント値を読出しアドレスとし、そのアドレスに
対応する領域に予め設定された光量データをＤ／Ａ変換
部５２へと出力する。なお光量データは、露光部２のｆ
−θレンズ２７の影響による感光ドラム３の感光面への
入射光量（像面光量）の変化を考慮して設定されたもの
であり、具体的には次のように設定される。すなわち例
えば図７に示すように、前述の図３に示す特性において
最大の像面光量よりも像面光量が低下する走査位置に対
して、最大の像面光量が得られる走査位置の発光量より
も像面光量の低下量に見合った分だけ増加した値を各走
査位置の発光光量として設定してあり、その値を示すデ
ィジタルデータを光量データとする。

【００３４】Ｄ／Ａ変換部５２は、発光光量テーブル５
１から出力される光量データをアナログ変換して光量デ
ータが示す発光光量に対応した電圧を発生し、これをリ
ファレンス電圧として発光駆動部２３に与える。

【００３５】なお露光データ制御部１１は、画データを
露光データとしてそのまま発光駆動部２３へと出力す
る。

【００３６】次に以上のように構成されたレーザ記録装
置の動作を説明する。

【００３７】まず、画データが露光データとしてそのま
ま発光駆動部２３に与えられるので、発光駆動部２３は
画データが“Ｈ”レベルである期間にレーザダイオード
２２を発光させる。ここで画データは、１画素に対する
“Ｈ”レベル期間は一定となっている。従って発光駆動
部２３は、走査位置が露光すべき画素であるときに一定
期間に亙ってレーザダイオード２２を発光させる。

【００３８】ところで露光データ制御部１１は、発光光
量テーブル５１が、画素カウンタ４１のカウント値に対
応する光量データを出力することにより、画データとし
て現在入力されている画素に関する発光光量をＤ／Ａ変
換部５２を介してリファレンス電圧として発光駆動部２
３に与える。発光駆動部２３は、発光量がリファレンス
電圧に応じたレベルとなるようにレーザダイオード２２
を制御する。

【００３９】かくして本実施例によれば、ｆ−θレンズ
２７の影響により中央位置COS に比べて像面光量が低下
する走査位置に対しては、その光量差を補償するべくレ
ーザダイオード２２の発光光量を大きく設定する。従っ
て、感光ドラム３の感光面への入射エネルギ量は、一走
査内におけるどの位置でもほぼ均一となり、記録された
画像における１ライン内での濃度むらが低減される。

【００４０】（第３実施例）さて、以上の第１実施例お
よび第２実施例では、レーザ記録装置においてｆ−θレ
ンズ２７の影響による像面光量の変化を補正するものと
しているが、ファクシミリ装置におけるコピー時などの
ように画像読取装置とレーザ記録装置とが対となって利
用されるときには、画像読取装置において画データを生
成する段階においてｆ−θレンズ２７の影響による像面
光量の変化を補正することもできる。以下、この例を説
明する。

【００４１】図８は本実施例に係る画像読取装置の構成
を示す図である。図中、８が画像読取装置であり、周知
の一般的な構成をなすレーザ記録装置９が接続されてい
る。

【００４２】画像読取装置８は、ＣＣＤセンサ８１、サ
ンプル／ホールド回路（以下、Ｓ／Ｈ回路と称する）８
２、クランプ回路８３、Ａ／Ｄ変換回路８４、シェーデ
ィング補正回路８５、補正データテーブル８６、自動利
得制御回路（以下、ＡＧＣ回路と称する）８７、エッジ
強調回路（以下、ＡＣＣ回路と称する）８８および擬似
中間調二値化回路８９からなる。

【００４３】かくしてこの画像読取装置では、ＣＣＤセ
ンサ８１で読取原稿を読取って生成されたアナログの画
像信号は、Ｓ／Ｈ回路８２で所定の周期でサンプリング
され、その時点での信号レベルが保持される。そしてＳ
／Ｈ回路８２に保持された信号レベルは、ＣＣＤセンサ
８１から出力された信号に含まれる直流オフセット電圧
を所定のレベルとするためにクランプ回路８３により補
正されたのち、Ａ／Ｄ変換回路８４により複数ビット
（例えば８ビット）のディジタルデータに変換される。

【００４４】Ａ／Ｄ変換回路８４で得られたデータは、
次にシェーディング補正回路８５にて、補正データテー
ブル８６に設定された補正データを用いてシェーディン
グ補正が施される。ここで補正データテーブル８６に設
定される補正データは、通常は読取原稿を照明する光源
（図示せず）の光量ばらつきやＣＣＤセンサの各光電変
換素子の感度ばらつきなどを考慮して設定されるが、本
実施例ではさらに、レーザ記録部９における前述した図
３に示すような特性をも考慮して設定されている。この
ため、１ラインの各部が読取原稿においては同濃度であ
ったとしても、読取りにかかる濃度のばらつきが補正さ
れた上で、レーザ記録部９での像面光量の部分差を補償
するように濃度が変えられる。

【００４５】シェーディング補正が施されたのちのデー
タは、ＡＧＣ回路８７により光源の光量の時間変化の影
響が補償されるとともに、ＡＣＣ回路８８により画像の
白黒変化点を強調するためのエッジ強調処理が施された
のち、擬似中間調二値化回路８９により所定の擬似中間
調方式（例えば誤差拡散法）に準じた画データに変換さ
れ、レーザ記録部９へと与えられる。

【００４６】かくして本実施例によれば、レーザ記録部
９においてｆ−θレンズの影響により像面光量の変化に
応じて、その光量変化を補償するべくシェーディング補
正時にデータにおける濃度値を変化させている。そして
このデータが誤差拡散法などの擬似中間調方式により２
値化して画データに変換され、レーザ記録部９に与えら
れるので、レーザ記録部９においてこの画データに応じ
て画像の記録を行えば、画素単位では一走査内で濃度の
むらが生じるが、ある程度の範囲を１ブロックとしてみ
れば、画データにもたせた濃度の変化によりｆ−θレン
ズの影響による像面光量の変化を相殺することができ
る。従って、視覚上での濃度のむらが低減される。

【００４７】また本実施例によれば、ｆ−θレンズの影
響により像面光量の変化を補償するべくデータの濃度値
を変化させる処理をシェーディング補正処理により行っ
ているので、既存のシェーディング補正回路により処理
を行うことができ、構成が複雑化してしまうことがな
い。

【００４８】なお本発明は上記各実施例に限定されるも
のではない。例えば上記第３実施例では、ｆ−θレンズ
の影響により像面光量の変化を補償するべくデータの濃
度値を変化させる処理をシェーディング補正処理により
行っているが、シェーディング補正処理とは別途に行う
ようにしても良い。

【００４９】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。

【００５０】

【発明の効果】第１の発明によれば、電子写真方式で画
像の記録を行うものであり、画データに応じて１画素毎
にＯＮ／ＯＦＦされるレーザ光を偏向光学系により偏向
しつつ例えばｆ−θレンズなどの所定の光学素子を介し
て感光体の感光面に走査することにより露光を行うレー
ザ記録装置において、例えば露光データ制御部などの手
段により、前記光学素子の光学特性に起因する前記感光
面への入射光量の一走査内での変化を考慮して、各画素
に対する前記レーザ光の発光エネルギ量（発光光量や発
光時間）を一走査内で変化させるようにしたので、感光
体の感光面における入射エネルギ量の一走査内における
変化を低減し、これにより１ライン内での濃度むらの少
ない高画質な画像を記録することができるレーザ記録装
置となる。

【００５１】また第２の発明によれば、レーザ記録装置
と対で用いられる画像読取装置において、読取原稿から
の反射光像を光電変換して画像信号を生成する例えばＣ
ＣＤセンサなどの光電変換手段と、前記レーザ記録装置
における例えばｆ−θレンズなどの光学素子の光学特性
に起因する感光面への入射光量の一走査内での変化を考
慮して、前記光電変換手段で生成された画像信号におけ
る各画素のレベルを１ライン内で変化させる例えばシェ
ーディング補正回路などのレベル補正手段と、このレベ
ル補正手段にてレベルが変化されたのちの画像信号に対
して擬似中間調二値化処理を施して前記画データを生成
する例えば擬似中間調二値化回路などの二値化手段とを
具備したので、対で使用されるレーザ記録装置において
記録を行う際に、感光体の感光面における入射エネルギ
量の一走査内における変化を低減し、これにより１ライ
ン内での濃度むらの少ない高画質な画像を記録すること
を可能とする画データを生成可能な画像読取装置とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ記録装置の要部構成を示す
図。

【図２】図１中の露光データ制御部１１の第１実施例に
おける詳細な構成を示す図。

【図３】ｆ−θレンズ２７の影響による位置走査内での
像面光量の変化特性を示す図。

【図４】第１実施例における露光時間と走査位置との関
係を示す図。

【図５】図１中の露光データ制御部１１での露光データ
の生成動作を説明するタイミング図。

【図６】図１中の露光データ制御部１１の第２実施例に
おける詳細な構成を示す図。

【図７】図６中の発光光量テーブル５１に設定された光
量データが示す発光光量と走査位置との関係を示す図。

【図８】本発明に係る画像読取装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…主制御部 １１…露光データ制御部 ２…露光部 ３…感光ドラム ２６…ポリゴンミラー ２７…ｆ−θレンズ ４１…画素カウンタ ４２…補正データテーブル ４３…セレクタ ４４…遅延素子アレイ ４５…ＯＲゲート ４６…ＡＮＤゲート ５１…発光光量テーブル ５２…Ｄ／Ａ変換部 ８５…シェーディング補正回路 ８６…補正データテーブル ８９…擬似中間調二値化回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式で画像の記録を行うもので
   あり、画データに応じて１画素毎にＯＮ／ＯＦＦされる
   レーザ光を偏向光学系により偏向しつつ所定の光学素子
   を介して感光体の感光面に走査することにより露光を行
   うレーザ記録装置において、 前記光学素子の光学特性に起因する前記感光面への入射
   光量の一走査内での変化を考慮して、各画素に対する前
   記レーザ光の発光エネルギ量を一走査内で変化させる手
   段を備えたことを特徴とするレーザ記録装置。
2. 【請求項２】 電子写真方式で画像の記録を行うもので
   あり、画データに応じて１画素毎にＯＮ／ＯＦＦされる
   レーザ光を偏向光学系により偏向しつつ所定の光学素子
   を介して感光体の感光面に走査することにより露光を行
   うレーザ記録装置と対で用いられ、 読取原稿からの反射光像を光電変換して画像信号を生成
   する光電変換手段と、 前記光学素子の光学特性に起因する前記感光面への入射
   光量の一走査内での変化を考慮して、前記光電変換手段
   で生成された画像信号における各画素のレベルを１ライ
   ン内で変化させるレベル補正手段と、 このレベル補正手段にてレベルが変化されたのちの画像
   信号に対して擬似中間調二値化処理を施して前記画デー
   タを生成する二値化手段とを具備したことを特徴とする
   画像読取装置。