JPH0867027A - 光記録ヘッドおよび画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】螢光体セルの発光を利用した発光画素を有する
ヘッドであって発光画素の配列密度より高い解像度で記
録ができる光記録ヘッドを提供する。 【構成】基板２１上に所定間隔で配列された複数の陽極
１と、これらの陽極１に接して配列された複数の螢光体
セル２を配設し、さらに螢光体セル２に対し空間的に離
間して配置された電子を放射する陰極と、螢光体セル２
の各々に対応して設けられ、陰極から螢光体セル２に向
けて飛翔する電子を加速するための複数の制御電極３
Ａ，３Ｂとを有し、制御電極３Ａ，３Ｂは螢光体セル２
の配列方向に分割されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、螢光体の発光を利用し
た光記録ヘッドおよび光記録ヘッドを用いて画像を記録
する電子写真プリンタなどの画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真記録などの光記録装置
に用いる固体走査型の光記録ヘッドとして、螢光体の発
光を制御することによって所望の発光画素を得る光記録
ヘッドが知られている。例えば特公平３−２２０２１号
公報には、基板上に陽極および螢光体セルを被着し、そ
の上方に螢光体セルの発光を制御するためのグリッドを
配設した光記録ヘッドが開示されている。このような光
記録ヘッドでは、螢光体セルが一般にスクリーン印刷な
どの厚膜印刷技術で作成されるため、螢光体セルにより
形成される画素を例えば１０μｍ以下といったサイズに
微細化することが難しく、高解像度化が困難であるとい
う問題を有していた。

【０００３】一方、従来から光記録ヘッドによって階調
画像を記録する手法として、一つの階調レベルを複数の
画素の組み合わせによって表現するディザ法や濃度パタ
ーン法といった手法が知られている。しかし、従来の光
記録ヘッドと階調表現法との組合せでは、表現できる階
調数と解像度とは相反関係にある。例えば、階調数の多
い画像を得るには、階調表現に用いる画素数（例えば、
ディザ法の場合はディザマトリクスの大きさ）を増大さ
せる必要があり、解像度の低下を招く。すなわち、高い
解像度と多階調を両立させるには、光記録ヘッドの発光
画素を微細化してその配列密度を高める必要があり、光
記録ヘッドの製造技術の高度化が要求され、製造コスト
が増大するという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、螢光
体セルの発光を利用する光記録ヘッドは、螢光体セルに
より形成される発光画素の微細化が難しいために高解像
度化が困難であり、また従来の螢光体セルを用いた光記
録ヘッドとディザ法や濃度パターン法などの階調表現法
との組み合わせでは、高い解像度と多階調を両立させよ
うとすると光記録ヘッドの発光画素の配列密度を高める
必要があるため、光記録ヘッドの製造技術の高度化が要
求され、製造コストが増大するという問題があった。

【０００５】本発明の第１の目的は、螢光体セルの発光
を利用した発光画素を配列してなる光記録ヘッドであっ
て、発光画素の配列密度より高い解像度で記録ができる
光記録ヘッドを提供することにある。本発明の第２の目
的は、発光画素アレイを有する光記録ヘッドを用いて多
階調かつ高解像度の画像記録ができる画像記録装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による光記録ヘッ
ドは、基板上に所定間隔で配列された複数の陽極と、こ
れらの陽極に接して配列された複数の螢光体セルを配設
し、さらに螢光体セルに対し空間的に離間して配置され
た電子を放射する陰極と、複数の螢光体セルの各々に対
応して設けられ、陰極から螢光体セルに向けて飛翔する
電子を加速するための複数の制御電極とを有する光記録
ヘッドにおいて、複数の制御電極を少なくとも複数の螢
光体セルの配列方向に分割されていることを特徴とす
る。

【０００７】また、複数の制御電極の各々を螢光体セル
の周辺に位置して基板上に配置することを特徴とする。
また、複数の制御電極を陽極と電気的に絶縁された状態
で該陽極と一部で重なるように基板上に配設することを
特徴とする。

【０００８】さらに、複数の制御電極を螢光体セルの配
列方向に対し直交する方向に対しても分割することを特
徴とする。本発明による画像記録装置は、配列された複
数の発光画素を有し、各発光画素が実質的に該発光画素
の配列方向に複数の部分発光領域に分割された光記録ヘ
ッドと、この光記録ヘッドの各発光画素の複数の部分発
光領域を階調画像データに応じて選択的に発光させる階
調制御手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】本発明による他の画像記録装置は、配列さ
れた複数の発光画素を有し、各発光画素が実質的に該発
光画素の配列方向に複数の部分発光領域に分割された光
記録ヘッドと、この光記録ヘッドの各発光画素の複数の
部分発光領域を階調画像データに応じて選択的に発光さ
せると共に、これらの部分発光領域の発光時間を制御す
る階調制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明による光記録ヘッドでは、複数の螢光体
セルにそれぞれ対応する制御電極が少なくとも螢光体セ
ルの配列方向に複数に分割されているため、これらの分
割された制御電極をそれぞれ個別に駆動することで、各
螢光体セルに対する陰極からの電子の飛翔位置を制御す
ることができる。これにより、螢光体セルによって形成
される各発光画素を複数の部分発光領域に分割して発光
させることができる。従って、発光画素の発光を１画素
の単位よりも細かく制御することができ、発光画素の配
列密度より高い解像度の記録が可能となる。

【００１１】本発明による画像記録装置は、各発光画素
を複数の部分発光領域に分割し、これらの部分発光領域
を階調画像データに応じて選択的に発光させることで階
調画像の記録を行うため、例えば発光画素の配列密度を
高くすることが難しい螢光体セルの発光を利用した光記
録ヘッドを用いた場合でも、解像度の低下を招くことな
く階調性の向上を図ることができる。

【００１２】さらに、このように部分発光領域を選択的
に駆動する場合、部分発光領域の選択に加えて部分発光
領域の発光時間を階調画像データに応じて制御すること
で、副走査方向の発光パターンも変調することによっ
て、より豊かな階調表現を可能とすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明に係る光記録ヘッドの基本構成を図
２により説明する。図２は、光記録ヘッド２０の概略構
成を示す一部切欠した斜視図である。

【００１４】図２において、電気的絶縁性を有する透明
ガラス基板２１と、この基板２１上に設けられたサイド
ガラス２２およびカバーガラス２３によって密閉した容
器が構成され、この容器の内部は１０^-8Ｔｏｒｒ程度の
真空に保たれている。ガラス基板２１上には発光画素ア
レイ６が設けられ、さらにこの発光画素アレイ６の上方
には空間的に離間してフィラメント状陰極５が張設され
ている。フィラメント状陰極５は、直径１０μｍ程度の
タングステン芯線上に、例えば炭酸塩（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃ
ａ）ＣＯ₃ などの酸化物を塗布したものであり、数Ｖの
電圧印加により電子を放出する。また、発光画素アレイ
６を制御するための駆動回路７は、図示しない信号配線
を介して光記録ヘッド２０の外部から信号を受け、発光
画素アレイ６の後述する陽極などに所要の電圧を供給す
る。

【００１５】発光画素アレイ６の発光および非発光は、
それぞれの発光画素領域に接続される後述する陽極とフ
ィラメント状陰極５との間に選択的に電界を印加するこ
とによって制御され、螢光体セルによる発光は透明ガラ
ス基板２１を透過した光をロッドレンズアレイ８などの
結像系を介して利用される。

【００１６】以下、本発明の要部である発光画素アレイ
６の実施例について述べる。図１は、発光画素アレイ６
の一実施例を示す図であり、一部を拡大して示してい
る。この例では、発光画素アレイ６は千鳥状に配設され
た２列の発光画素アレイ６Ａ，６Ｂからなる。電気的絶
縁性を有するガラス基板２１上に、複数の陽極１が発光
画素の配列方向に沿って所定の間隔で配設され、これら
の陽極１の上に端部が重なるように発光画素を形成する
ための螢光体セル２が形成されている。ここで、陽極１
は例えばアルミニウムやＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の
ような導電性材料からなり、スパッタリングなどによっ
て形成される。螢光体セル２は例えばＺｎＯ：Ｚｎから
なり、スクリーン印刷などの厚膜印刷技術により形成さ
れる。また、本実施例では螢光体セル２に若干の導電性
を持たせてあり、これにより陽極１の電位は螢光体セル
２の全領域に一様に印加される。この場合、陽極１と螢
光体セル２とは略同電位となる。

【００１７】そして、螢光体セル２の周囲をほぼ囲むよ
うに、螢光体セル２の配列方向（発光画素の配列方向）
に２分割された制御電極３Ａ，３Ｂが基板２１上に配設
される。制御電極３Ａ，３Ｂは、陽極１と同様のアルミ
ニウムやＩＴＯなどの導電性材料からなり、スパッタリ
ングなどで形成される。制御電極３Ａ，３Ｂは、共に基
板２１上つまり同一平面上に配設されるので、その形成
に際しては同一のマスクパターンを用いることができ
る。このため、制御電極に相当するグリッドを陰極と螢
光体セルとの間の空間に配置した従来の光記録ヘッドと
比較して構造が簡単であるばかりでなく、制御電極３
Ａ，３Ｂの形成が容易であり、さらに制御電極３Ａ，３
Ｂ間の位置合わせのための作業が省けるとともに、精度
良く制御電極３Ａ，３Ｂを形成することができる。従っ
て、制御電極３Ａ，３Ｂ間の絶縁性を保つ範囲において
極力配線間隔を狭めることが可能となり、空間的に効率
よく制御電極３Ａ，３Ｂを配設することができる。

【００１８】陽極１および制御電極３Ａ，３Ｂは、それ
ぞれ図示しないリード線等により図２中に示す駆動ＩＣ
７と接続されている。この場合、図中上側の発光画素ア
レイ６Ａの陽極１および制御電極３Ａ，３Ｂは、図中上
方向に引き出される。一方、図中下側の発光画素アレイ
６Ｂの陽極１および制御電極３Ａ，３Ｂは、図中下方向
に引き出される。

【００１９】さらに、制御電極３Ａ，３Ｂはそれぞれ個
々の発光画素に対応して電気的に独立し、さらに制御電
極３Ａ，３Ｂ間も電気的に絶縁されて個別に形成され
る。すなわち、全ての制御電極３Ａ，３Ｂは駆動ＩＣ７
の動作により、それぞれ個別に駆動可能となっている。
従って、制御電極３Ａ，３Ｂへの駆動電圧の印加を個別
にオン・オフできるだけでなく、場合によっては駆動電
圧の値を制御電極３Ａ，３Ｂ毎に個別に制御することも
可能である。

【００２０】次に、陽極１および制御電極３Ａ，３Ｂの
駆動状態と発光状態との関係について説明する。図３
は、この関係を図１中の１つの発光画素について示す模
式図であり、同図（ａ）は通常の発光状態を示し、同図
（ｂ）は本発明に特有の発光状態を示している。

【００２１】図３（ａ）では、螢光体セル２により形成
される発光画素を発光させるために陽極１とその周囲に
配設された２つの制御電極３Ａ，３Ｂに対して電圧が印
加されている。前述したように、螢光体セル２にある程
度の導電性を付与すれば、陽極１と螢光体セル２とは同
電位と見なせる。そこで、図３（ａ）に示すように螢光
体セル２および制御電極３Ａ，３Ｂの各々の上の電界分
布がＥ２およびＥ３Ａ，Ｅ３Ｂとなるように、陽極１お
よび制御電極３Ａ，３Ｂへの印加電圧を設定すると、螢
光体セル２に作用する電界はＥ２およびＥ３Ａ，Ｅ３Ｂ
の合成電界となり、図中Ｅａのように分布する。この螢
光体セル２の周辺の電界分布Ｅａに基づき、陰極５から
の電子が飛翔する。

【００２２】今、図中一点鎖線で示す所定の電界強度以
上の電界が印加されたときに螢光体セル２が発光するも
のとすれば、螢光体セル２上の電界分布Ｅａのうち螢光
体セル２上に図２の陰極５からの電子を飛翔させて発光
に寄与する電界は、図中斜線に示す領域、すなわち螢光
体セル２の全面をカバーする領域に発生することにな
り、結果的に螢光体セル２の全面で発光が行われる。

【００２３】なお、制御電極３Ａ，３Ｂが共に駆動され
ても、陽極１が非駆動つまり電圧が印加されない場合に
は、螢光体セル２が発光しないように陽極１および制御
電極３Ａ，３Ｂへの印加電圧の値がそれぞれ適切に設定
される。

【００２４】一方、図３（ｂ）では図３（ａ）と異な
り、図中右側の制御電極３Ｂは非駆動つまり電圧が印加
されていない。すなわち、陽極１と左側の制御電極３Ａ
のみが駆動される。このため、図３（ａ）の制御電極３
Ｂ上の電界分布Ｅ３Ｂがなくなるから、螢光体セル２の
周辺の電界分布はＥ２とＥ３Ａの合成電界となり、図中
Ｅｂのように分布する。この場合、螢光体セル２上の電
界分布Ｅｂのうち発光に寄与する電界は図中斜線で示す
領域、つまり螢光体セル２の左側半分の領域に発生する
ので、この螢光体セル２の左側半分の領域のみが発光す
る。また、同様に螢光体セル２の右側半分の領域を発光
させる場合には、図３（ｂ）において制御電極３Ａを非
駆動、制御電極３Ｂを駆動とすればよい。

【００２５】このように本実施例の光記録ヘッドでは、
螢光体セル２の周辺に配設した制御電極を３Ａ，３Ｂの
ように主走査方向つまり発光画素アレイ６（６Ａ，６
Ｂ）の配列方向（螢光体セル２の配列方向）に分割し、
これらの制御電極３Ａ，３Ｂを個別に駆動制御すること
により、一つの螢光体セルにより形成される１画素の発
光画素を主走査方向に２分割した部分発光領域毎に選択
的に発光させることができる。従って、螢光体セル２を
その配列密度の２倍の密度（螢光体セル２の配列ピッチ
の１／２のピッチ）で発光させることができ、螢光体セ
ル２を高密度に配設しなくとも主走査方向において高解
像度の発光を行うことができる。

【００２６】また、本実施例の光記録ヘッドでは１つの
螢光体セル２により形成される１画素の発光画素の発光
パターンを主走査方向に制御できるので、後述するよう
に感光体ドラム上に１画素内の左側半分の部分領域もし
くは右側半分の部分領域のみを露光した露光パターンを
得ることが可能となる。

【００２７】次に、本発明の光記録ヘッドを電子写真プ
リンタに適用した例を用いて、光記録ヘッドの駆動状態
と得られる発光パターンの関係について説明する。図４
は電子写真プリンタ５０の概略構成を示す図であり、感
光体ドラム５１の周囲に、帯電器５２、光記録ヘッド２
０、現像器５３、転写ローラ５４、除電ランプ５５およ
びクリーナ５６が順次配設されている。感光体ドラム５
１は、図示しないモータなどから伝達される駆動力によ
り、図中矢印で示す時計回りの方向に一定の速度で回転
される。光記録ヘッド２０を除いた各部の構成および動
作は従来の電子写真プリンタと基本的に同様であるた
め、ここでは簡単に動作を説明する。

【００２８】記録紙５７への画像作成に先立ち、感光体
ドラム５１の回転が開始する。この感光体ドラム５１の
回転に伴い、まず帯電器５２により感光体ドラム５１の
表面が一様に帯電される。次に、光記録ヘッド２０にお
いて画像信号に基づき発光画素が選択され、さらに１画
素内の部分発光領域が選択されて、この部分発光領域が
発光される。そして、この光記録ヘッド２０からの光を
図示しないロッドレンズアレイなどの光学結像系を介し
て、帯電された感光体ドラム５１上に照射して感光体ド
ラム５１の表面を露光走査する。光記録ヘッド２０の構
成は、例えば図２に示した通りである。

【００２９】この光記録ヘッド２０による露光の結果、
感光体ドラム５１の表面電位は光の照射された部位では
変化し、光の照射されなかった部位では変化しないこと
により、表面電位に画像信号に対応した差が生じる。ま
た、光の照射量を変えた場合には、その光の照射量に応
じて感光体ドラム５１の表面電位に差が生じる。このよ
うにして、感光体ドラム５１上に画像信号に応じた静電
潜像が形成される。

【００３０】次に、現像器５３によって静電潜像に対応
して現像器５３の内部に収納されたトナーが感光体ドラ
ム５１上に付着され、可視像であるトナー像が感光体ド
ラム５１上に得られる。

【００３１】一方、記録紙５７は図示しない搬送機構に
よりタイミング制御されて転写ローラ５４と感光体ドラ
ム５１の間に搬送され、現像器５３によって感光体ドラ
ム５１上に形成されたトナー像が記録紙５７上に転写さ
れる。この後、記録紙５７はヒートローラなどで構成さ
れる定着器５８に搬送され、ここで加熱および加圧され
て記録紙５７上にトナー像が定着されることにより、光
記録ヘッド２０に供給した画像信号に応じた画像が記録
紙５７上に得られる。

【００３２】記録紙５７上へのトナー像の転写後、感光
体ドラム５１は除電ランプ５５によって除電され、次い
で記録紙５７側に転写されずに残った残留トナーはクリ
ーナ５６によって除去される。

【００３３】このような電子写真プリンタ５０におい
て、光記録ヘッド２０からの感光体ドラム５１への光照
射は、個々の発光画素（螢光体セル２）を画像信号に基
づき選択駆動することによって行われる。感光体ドラム
５１の長手方向（図中の奥行き方向）に沿って、光記録
ヘッド２０の発光画素アレイ６が配列されている。この
方向を主走査方向とすれば、感光体ドラム５１の回転方
向は副走査方向に対応する。感光体ドラム５１が所定の
速度で回転している状態において、光記録ヘッド２０の
所定の螢光体セル２が発光すると、感光体ドラム５１上
の発光パターンは副走査方向に時間的に積分されて形成
される。従って、感光体ドラム５１上の光照射時間を適
切に制御することによって、副走査方向の露光面積を変
調することができる。

【００３４】図５は、本実施例の光記録ヘッド２０によ
る種々の露光パターンを示す図である。図５（ａ）は光
記録ヘッド２０での光照射時間を１画素分に相当する時
間に設定した場合であり、従来の電子写真プリンタにお
ける１画素の露光パターンに相当するものである。図５
（ｂ）（ｃ）は、発光タイミングの制御により図５
（ａ）との位置関係から露光開始タイミングをそれぞれ
約１／２画素分ずらし、さらに発光時間の制御により露
光時間を図５（ａ）の半分に制御した場合の露光パター
ンを示す。このように螢光体セル２により形成される発
光画素の発光タイミング（露光タイミング）と発光時間
（露光時間）を制御することにより、露光パターンの面
積と形状を制御することができる。

【００３５】図６は、発光画素の発光時間と感光体ドラ
ム５１上の露光量との関係を説明する模式図である。図
６（ｂ）は発光画素を１画素分に相当する時間だけ発光
させて感光体ドラム５１上を露光した場合であり、図６
（ａ）は図６（ｂ）の半分の時間だけ発光させて露光を
行った場合を示す。このように発光画素の発光時間を制
御することによって、副走査方向の露光幅を変調するこ
とができる。

【００３６】さらに、本実施例の光記録ヘッド２０を用
いると、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した露光パターン
に加えて、図５（ｄ）〜（ｋ）に示す本発明に特有の露
光パターンを得ることができる。すなわち、図５（ｄ）
（ｅ）は図１に示す１つの発光画素の左側または右側の
略半分を発光させた場合の露光パターンを示す。露光時
間は、いずれの場合も副走査方向において１画素分に相
当する時間に制御している。図５（ｆ）（ｇ）（ｈ）
（ｉ）は、発光画素を主走査方向において１画素の左右
一方の側（１／２画素分）のみ発光させ、かつ副走査方
向に対応する発光開始タイミングは同図（ｆ）（ｇ）で
は前半に、同図（ｈ）（ｉ）では後半にずらしている。
このように１画素の１／４の面積を露光するパターンが
容易に得られる。さらに、図５（ｊ）（ｋ）は主走査方
向の発光位置を左右一方の側（１／２画素分）とし、か
つ副走査方向の前半と後半とで発光位置を左右変更した
例である。

【００３７】なお、図５に示す露光パターンは一例であ
り、さらに細かく発光画素の発光時間や発光タイミング
を制御することにより、様々な露光面積と露光形状を得
ることが可能である。例えば、発光時間をさらに細かく
制御することによって、図５（ｄ）と（ｆ）の中間の露
光パターンが容易に得られる。また、制御電極３Ａ，３
Ｂに印加する駆動電圧を適切に制御することにより、例
えば画素の左側の制御電極３Ａのみを駆動しても、図５
（ａ）と（ｄ）の中間の露光パターンを得ることができ
る。すなわち、発光画素の発光時間と発光タイミングの
制御により露光時間と露光開始タイミングを変えること
で、副走査方向の露光パターンを制御し、さらに制御電
極３Ａ，３Ｂの選択駆動と制御電極３Ａ，３Ｂへの駆動
電圧の制御により、主走査方向の露光パターンを制御で
きる。

【００３８】従って、本実施例の光記録ヘッドを用いる
と、多階調の画像記録を容易に行うことができる。図７
に、１つの発光画素（螢光体セル２）に対応して図１に
示したように２分割した制御電極３Ａ，３Ｂを配設し
て、これらを選択的に駆動することにより、発光画素を
主走査方向に２つの部分発光領域に分け、副走査方向に
２つの発光時間領域に分けて、感光体ドラム５１上に４
つの独立した露光領域を設けた場合の階調表現の例を示
す。この例では、図７（ａ）に示すように０〜４までの
５階調を表すことができる。また、この例に用いた露光
パターン以外のパターンも実現が可能であり、２×２の
マトリクスを用いた場合には１〜３のそれぞれの中間調
に対して図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す露光パターン群
の中から選択して適用することができる。この場合に
は、階調特性や隣接画素とのパターンのマッチングなど
を考慮して適切なパターンを選択すればよい。

【００３９】図８は、本実施例の光記録ヘッド２０に適
用される光記録ヘッド駆動回路の一例を示すブロック図
であり、図９はその動作を示すタイミングチャートであ
る。この光記録ヘッド駆動回路はシフトレジスタ１０
１、１０２，１０３、ラッチ回路１０４，１０５，１０
６、ゲート回路１０７，１０８，１０９、陽極ドライバ
１１０、制御電極ドライバ１１１，１１２およびデータ
選択用のＯＲ回路１１３からなり、ＯＲ回路１１３を除
く要素は陽極駆動部１１４と制御電極駆動部１１５，１
１６を構成している。

【００４０】陽極駆動部１１４は、図１に示す陽極１を
画像信号に基づき選択駆動する回路部である。制御電極
駆動部１１５は図１に示す螢光体セル２の左側に配設さ
れる制御電極３Ａを選択的に駆動する回路部であり、制
御電極制御部１１６は螢光体セル２の右側に配設される
制御電極３Ｂを選択的に駆動する回路部である。これら
陽極駆動部１１４と制御電極駆動部１１５，１１６は基
本的に同様の構成および動作を有するので、代表して陽
極駆動部１１４について説明する。

【００４１】図８において、シフトレジスタ１０１には
発光画素（螢光体セル２）を発光させるか否かを示す情
報からなるディジタルの陽極選択データＤＡＴＡ０がク
ロックＣＬＫ０に基づいて所定の転送スピードで入力さ
れる。シフトレジスタ１０１は、複数個のシフトレジス
タ素子（フリップフロップ）をカスケード接続して構成
される。なお、陽極ドライバ１１０内の駆動素子数が多
いときは、必要に応じて複数個のシフトレジスタをカス
ケード接続して構成され、その場合には各シフトレジス
タの最終段の出力は次段のシフトレジスタの初段の入力
に接続される。

【００４２】ここでは、光記録ヘッド２０の発光画素総
数を２５６０としており、外部装置から２５６０個の陽
極選択データＤＡＴＡ０がシフトレジスタ１０１に転送
・入力されると、ラッチ信号ＬＡＴＣＨ０によりシフト
レジスタ１０１内のデータがラッチ回路１０４にラッチ
される。ラッチ回路１０４の出力データｄａｔａ０は次
のＬＡＴＣＨ信号のタイミングまで保持されるので、シ
フトレジスタ１０１に次の陽極選択データＤＡＴＡ０を
転送することができる。

【００４３】ここで、発光許可信号ＥＮ０を付与するこ
とにより、ゲート回路１０７を介してラッチ回路１０４
の出力データｄａｔａ０が陽極駆動ドライバ１１０に供
給され、陽極１に所定の電圧が印加される。

【００４４】この陽極駆動部１１４と同様の動作によっ
て、制御電極駆動部１１５，１１６では発光データＤＡ
ＴＡ１およびＤＡＴＡ２に応じて、制御電極３Ａ，３Ｂ
に所定の電圧を印加する。陽極駆動部１１４では、陽極
選択データＤＡＴＡ０によって陽極を選択駆動したのに
対して、制御電極駆動部１１５，１１６では、それぞれ
発光データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２によって制御電
極３Ａもしくは３Ｂを選択駆動する。

【００４５】発光データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２
は、外部装置、例えば後述する階調制御部から１組のデ
ータとして供給され、これらの発光データＤＡＴＡ１お
よびＤＡＴＡ２から陽極選択データＤＡＴＡ０がＯＲ回
路１１３によって生成される。これら発光データＤＡＴ
Ａ１，ＤＡＴＡ２および陽極選択データＤＡＴＡ０と発
光状態の関係を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】すなわち、発光データＤＡＴＡ１，ＤＡＴ
Ａ２が共に選択されない場合には、陽極選択データＤＡ
ＴＡ０の出力も「０」となって陽極１は駆動選択され
ず、発光しない。発光データＤＡＴＡ１またはＤＡＴＡ
２のいずれかが選択された場合には、陽極選択データＤ
ＡＴＡ０は「１」となって陽極１が駆動選択され、発光
データＤＡＴＡ１またはＤＡＴＡ２のうち選択された方
のデータに対応する制御電極３Ａまたは３Ｂ側の螢光体
セル２が発光する。さらに、発光データＤＡＴＡ１およ
びＤＡＴＡ２が共に選択された場合には、陽極選択デー
タＤＡＴＡ０も「１」となって、陽極１および両側の制
御電極３Ａ，３Ｂが共に駆動され、一画素内の螢光体セ
ル２が全面発光する。

【００４８】このように陽極１の選択のためのデータ選
択用ＯＲ回路１１３をヘッド駆動回路の内部に内蔵する
ことにより、外部からの画像信号の入力は発光データＤ
ＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２の２つを用意するだけで、螢
光体セル２の発光を制御できる。従ってデータ線を減ら
すことができ、データの高速転送に適した構成とするこ
とができる。

【００４９】次に、図１０を参照して陽極１および制御
電極３Ａ，３Ｂの駆動タイミングについて説明する。図
１０（ａ）は１つの発光画素の螢光体セル２を全領域に
ついて発光させる場合である。すなわち、陽極１を駆動
している発光許可信号ＥＮ０の時間が発光時間に相当
し、この時間に対応して制御電極３Ａ，３Ｂの駆動タイ
ミングおよび駆動時間が制御され、発光許可信号ＥＮ
１，ＥＮ２が設定される。

【００５０】前述のように、陽極１および制御電極３
Ａ，３Ｂに印加される電圧は、陽極１の選択に加えて制
御電極３Ａ，３Ｂの少なくとも一方が選択された場合に
螢光体セル２の発光が生じるように設定されているの
で、例えば螢光体セル２の発光開始および発光終了のタ
イミングもしくは発光時間の設定は、陽極１と制御電極
３Ａ，３Ｂのそれぞれの駆動時間の論理積で支配され
る。従って、発光タイミングを厳密に設定する場合に
は、例えば陽極１の駆動開始および駆動終了タイミング
を厳密に設定し、制御電極３Ａもしくは３Ｂの駆動開始
タイミングは陽極１の駆動開始に先立って行い、制御電
極３Ａもしくは３Ｂの駆動終了タイミングは陽極１の駆
動終了よりも若干遅らせるように制御すればよい。

【００５１】図１０（ｂ）は、このように陽極１と制御
電極３Ａ，３Ｂの駆動タイミングを設定した例であり、
このようにすることによって、図１０（ａ）の場合に比
較してドライバ内の駆動素子の製造ばらつきなどに伴う
駆動パルスの立ち上がり遅れのばらつき時間や、立ち下
がり遅れのばらつき時間の影響を最小限に抑えることが
できる。

【００５２】図１０（ｃ）（ｄ）は、制御電極３Ａ，３
Ｂのいずれか一方を副走査方向に１／２画素分だけ駆動
し、螢光体セル２による発光画素の主走査方向に対して
左側もしくは右側の部分発光領域のみをさらに副走査方
向に１／２画素分だけ発光させる場合の例である。これ
により図５（ｆ）（ｉ）に示した露光パターンを得るこ
とができる。この場合も、図１０（ｂ）と同様の理由に
より陽極１の駆動時間、すなわち発光許可信号ＥＮ０よ
りも制御電極３Ａもしくは３Ｂの駆動時間、すなわち発
光許可信号ＥＮ１もしくはＥＮ２を広く設定している。

【００５３】図１０（ｅ）（ｆ）は、制御電極３Ａ，３
Ｂを主走査方向に片側ずつ、さらに副走査方向に１／２
画素ずつ順次発光させる駆動タイミングであり、図５
（ｊ）（ｋ）に示した露光パターンを得る場合に相当す
る。この場合には制御電極３Ａ，３Ｂの駆動を副走査方
向の１画素分の途中で切り換えるため、陽極１を副走査
方向に対して１画素分駆動すると共に、制御電極３Ａ，
３Ｂの駆動切り換えは副走査方向の１／２画素幅に相当
するタイミングで正確に行うように発光許可信号ＥＮ１
およびＥＮ２を設定する。

【００５４】図１１は、本発明の電子写真プリンタにお
ける階調制御部の概略構成を示すブロック図であり、図
１２はその動作を示すタイミングチャートである。この
階調制御部は、階調画像データに基づき光記録ヘッド２
０によって感光体ドラム５１上に露光パターンを形成す
る。階調制御部の入力としては、図示しないスキャナや
メモリの出力あるいは伝送路を介して１画素当たり３ビ
ットのディジタルデータからなる階調画像データＤＡＴ
Ａが与えられる。一方、この階調制御部の出力は図８に
示した光記録ヘッド駆動回路への発光データＤＡＴＡ
１，ＤＡＴＡ２である。

【００５５】図１３は、階調画像データＤＡＴＡの感光
体ドラム５１上での画素配列と露光パターンの部分領域
との関係を対応させて示した図である。図１１の階調制
御部には、まず階調画像データＤＡＴＡが所定のクロッ
クに同期してラインメモリ２０１に入力される。ライン
メモリ２０１は、主走査方向１ライン分に相当する２５
６０個の階調画像データを格納する。このラインメモリ
２０１に格納された階調画像データＤＡＴＡは、画素ア
ドレスカウンタ２０２により転送クロックＣＬＫに同期
して順次読み出され、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる階調
変換部２０３に入力される。

【００５６】階調変換部２０３には、１ラインの記録時
間を２分割するサブラインクロックＣＫＳＬをカウント
するサブラインカウンタ２０４から、階調画像データＤ
ＡＴＡとして入力されている現在のデータが１ラインの
前半か後半かを示す情報（記録位置情報）ＳＬも入力さ
れており、階調画像データＤＡＴＡをその記録位置を考
慮して光記録ヘッド２０のそれぞれの発光画素の部分領
域を発光させるか否かのデータに変換する。階調変換部
２０３の出力は、光記録ヘッド２０の各螢光体セル２の
主走査方向に２分割した部分発光領域を駆動するか否か
をそれぞれ示す２ビットの信号であり、図８の光記録ヘ
ッド駆動回路に制御電極３Ａ，３Ｂを駆動するための発
光データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２として入力される。

【００５７】また、階調変換部２０３は１画素当たりの
階調数を表す階調画像データＤＡＴＡと記録位置情報Ｓ
Ｌとから発光画素を駆動するための発光データＤＡＴＡ
１，ＤＡＴＡ２を決定する参照テーブルを格納してい
る。図１４（ａ）は参照テーブルの一例を示すものであ
り、この例では表現すべき階調レベルを図１４（ｂ）に
示す２×２の閾値マトリクスのそれぞれの領域に対応す
る閾値によって処理したものである。

【００５８】ラインメモリ２０１に格納された階調画像
データＤＡＴＡは、１ラインの記録動作内に２回読み出
される。すなわち、１回目の読み出し動作により１ライ
ンの副走査方向の前半領域の露光が行われ、２回目の読
み出し動作により副走査方向の後半領域の露光が行われ
る。

【００５９】このようにして、１つの画素を露光する面
積を変調する、いわゆる面積階調によって、１つの発光
画素について０から４までの５階調を表現できる。ま
た、副走査方向を分割する発光時間領域をさらに細かく
分割することによって、さらに多くの階調を表現するこ
とができる。

【００６０】図１５は、副走査方向に８分割した発光時
間領域を設けた例であり、主走査方向に発光画素（螢光
体セル２）を２分割した部分発光領域と併用して、０か
ら１６までの１７階調を表現できる。この場合、図１１
に示した階調制御部では、１ラインの発光時間領域を８
分割するサブラインクロックＣＫＳＬを用い、階調変換
部２０３に格納する参照テーブルを適切に変更すること
によって、前述の２分割の例に準じて実施することがで
きる。

【００６１】尚、本実施例では図１に示したように光記
録ヘッド２０の発光画素が千鳥状に配列されているた
め、発光画素列に対するデータの入力を奇数列と偶数列
とに分けて行い、奇数列と偶数列の駆動開始タイミング
を考慮して駆動する必要があるが、説明の簡略化のため
データの転送の振り分けなどを省略している。

【００６２】以上のようにして、本実施例によれば螢光
体セル２などにより形成される発光画素を主走査方向に
２分割して得られる部分発光領域を、表現すべき階調レ
ベルに応じて選択することによって、解像度を低下させ
ることなく階調性に優れた画像記録を行うことができ
る。

【００６３】さらに、１ラインの副走査時間を分割し、
表現すべき階調レベルに応じて分割時間を割当てて発光
させることによって、より豊かな階調表現が可能にな
る。本発明において、発光画素の大きさや形状、配列密
度は特に限定されるものではなく、また発光画素を分割
して得られる部分発光領域の数や形状、大きさも特に限
定されない。すなわち、本発明の画像記録装置は１画素
の発光画素を少なくとも主走査方向（発光画素の配列方
向）に複数の部分発光領域に分割してこれらを階調画像
データに応じて選択発光させることにより、各画素内に
おいて表現できる階調数を向上させる点に特徴がある。
従って、本発明では各発光画素を形成する螢光体セルを
複数の部分発光領域に対応して物理的に分離しても分離
しなくともよい。特に、各々の螢光体セルを複数の部分
発光領域に対応して分離するためには、高精細な塗布技
術や配設技術が伴い工程の煩雑化、コストの増大につな
がる可能性があるので、上記実施例で説明したように分
離しない方が、本発明のメリットを享受できる。

【００６４】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図１６は、本発明の他の実施例に係る光記録ヘッド
の発光画素アレイ６の部分拡大図であり、陽極１を省略
して示している。さらに、図１７は図１６の構造を陽極
を含めて詳細に示した図である。

【００６５】透明の絶縁性基板２１上に形成された陽極
１は、図１７（ａ）に破線で示すように螢光体セル２に
より形成される発光画素を矩形状に囲むように配設され
る。すなわち、発光画素の形状および大きさは螢光体セ
ル２の形状および大きさでなく陽極１の窓状の開口によ
って規定される。この陽極１と一部で接するように導電
性を有する螢光体セル２が形成される。このように陽極
１の上まで螢光体セル２を積層するように形成しても、
螢光体セル２の発光を透明の絶縁性基板２１を介して図
１７（ｂ）の下方向に透過した光を利用する場合に、露
光パターンへの影響は少なく、螢光体セル２の塗布形成
が容易になる利点がある。

【００６６】螢光体セル２の形成後、絶縁層４が積層さ
れる。絶縁層４はＳｉＯ₂ やポリイミドなどからなり、
陽極１および螢光体セル２の端部にまで形成される。絶
縁層４をなるべく発光画素の大きさと同じ程度まで積層
して形成することにより、発光画素の大きさを絶縁層４
によって規定することが可能である。このように絶縁層
４によって発光画素の大きさを規定するように形成した
場合には、螢光体セル２で発光した光を透明基板２１を
透過させて利用するだけでなく、図１７（ｂ）の上方向
へ導いて利用することも可能である。この場合には、陽
極１を螢光体セル２と略同一の形状および面積で配設す
ることができ、さらに螢光体セル２は導電性を必要とさ
れない。また、絶縁層４は発光画素領域を除き広く形成
することができる。

【００６７】絶縁層４の上に、制御電極３Ａおよび３Ｂ
が電気的に独立して形成される。すなわち、絶縁層４は
制御電極３Ａ，３Ｂと陽極１との絶縁性を保つ役目をし
ている。陽極１に積層させて絶縁層４を設けることによ
って、制御電極３Ａ，３Ｂを発光画素のごく近傍まで形
成することが可能となり、さらに制御電極３Ａ，３Ｂの
形成可能な面積を広げることが可能になる。このように
制御電極３Ａ，３Ｂの形成面積を広げると、陰極からの
電子の飛翔を安定して制御し易い利点がある。このた
め、例えば絶縁層４を形成せずに陽極１と併設するよう
に制御電極３Ａ，３Ｂを基板２１上に形成する場合に比
較して、制御電極３Ａ，３Ｂの領域を広く確保すること
ができ、陰極からの電子の飛翔を安定して制御できる。

【００６８】このような構成の光記録ヘッドの駆動は前
述の実施例と同様に行われる。すなわち、光記録ヘッド
駆動回路や駆動タイミングは図８および図９と同様でよ
く、露光パターンも図５に示した種々のパターンが得ら
れる。図１の実施例と比較して本実施例の光記録ヘッド
が有利な点は、螢光体セル２の形成が容易である点、発
光画素領域を容易に規定できる点、および制御電極３
Ａ，３Ｂを広い面積にわたり形成できる点にあり、これ
ら利点によって、よりばらつきが少なく、安定した発光
制御が可能になる。

【００６９】次に、本発明による光記録ヘッドの別の実
施例について説明する。図１８は、本実施例に係る光記
録ヘッドの発光画素アレイ６の部分拡大図であり、陽極
１を省略して示している。先の二つの実施例が１画素当
たり２分割された制御電極３Ａ，３Ｂを配設しているの
に対して、本実施例は１画素当たり４分割された制御電
極３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆを１つの組として発光画素の
周囲に配設している点が異なっている。換言すれば、各
発光画素に対応する制御電極は、主走査方向（発光画素
の配列方向）に２分割されると共に、副走査方向にも２
分割されている。これらの制御電極３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，
３Ｆを１つのマスクパターンで形成できる点は、先の実
施例と同様である。また、陽極１および制御電極３Ｃ，
３Ｄ，３Ｅ，３Ｆは一端がリード線等により引き出され
て、図示しない駆動ＩＣに接続される。

【００７０】本実施例の光記録ヘッドの駆動は、１画素
内の発光させたい部分発光領域を選択して制御電極３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆをそれぞれ個別に駆動するととも
に、陽極１を選択することによって行う。例えば、螢光
体セル２の１画素内の左上の１／４の部分発光領域を発
光させる場合には、陽極１および制御電極３Ｃを選択す
る。この場合には副走査方向の露光時間を考慮すること
なく、図５（ｆ）に示した露光パターンを得ることがで
きる。また、陽極１と制御電極３Ｃ，３Ｄを同時に選択
駆動することによって、副走査方向の露光時間を考慮す
ることなく図５（ｄ）に示した露光パターンと同等の露
光パターンが得られる。

【００７１】このように本実施例の光記録ヘッドでは、
制御電極を主走査方向および副走査方向にそれぞれ２分
割し、全体として４分割して配設することによって、副
走査方向の露光時間を考慮することなく、先の実施例の
光記録ヘッドよりもさらに細かな発光制御が可能にな
る。

【００７２】なお、本実施例では制御電極３Ｃ，３Ｄ，
３Ｅ，３Ｆをできるだけ同一形状かつ同一面積に形成
し、発光画素（螢光体セル２）に対して対称関係となる
ように配設することが望ましい。しかし、本実施例のよ
うに光記録ヘッドの駆動ＩＣへの接続の関係から、これ
らの条件を満たせない場合には、螢光体セル２に及ぼす
電界の影響を考慮して、制御電極の形状および配設面積
を設定すればよい。このため、本実施例では図１８に示
すように制御電極３Ｃと３Ｅおよび制御電極３Ｄと３Ｆ
とがそれぞれ対称関係をなすように配設してあり、制御
電極３Ｃと３Ｄおよび制御電極３Ｅと３Ｆとは形状およ
び面積を若干異ならせている。このようにすることによ
り、個々の制御電極３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆを選択した
際に、それぞれの制御電極が螢光体セル２からなる発光
画素に対して略同一の電界を付与するようにしている。

【００７３】また、制御電極３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆへ
印加する電圧値や電圧の印加時間などを個々の制御電極
に対して個別に設定して、結果的に発光画素への電界の
影響を略均一にすることも可能であるが、本実施例では
制御電極３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆの形状や配設面積を設
定することが容易であるため、このような制御も簡便に
なる利点がある。

【００７４】以上のように本発明による光記録ヘッドの
主旨は、制御電極の形状や配設面積さらに制御電極の配
設数などに依存せず、発光画素の部分発光領域を選択的
に発光させるように制御電極を配設することにある。従
って、本発明は上述した実施例に限定されず種々変更し
て実施することが可能である。

【００７５】また、本発明は制御電極と螢光体セルおよ
び陽極を同一基板上に形成した構成の光記録ヘッドに限
定されるものではない。例えば、特公平３−２２０２１
号公報に開示されるように、基板上の螢光体セルおよび
陽極とその上方に配設されるフィラメント陰極との間の
空間に制御電極を架設した構成の光記録ヘッドにも本発
明を適用することができる。

【００７６】図１９は、そのような実施例に係る光記録
ヘッドの構成を示す断面図であり、基板２１に形成され
た陽極１の上に螢光体セル２が被着形成され、この螢光
体セル２の上方の空間に、螢光体セル２と離間して制御
電極３Ａ，３Ｂが架設されている。制御電極３Ａ，３Ｂ
のさらに上方には、図示しないフィラメント陰極が配設
されている。陰極から放射される電子は制御電極３Ａ，
３Ｂに印加される電界によって加速され、さらに陽極１
に印加される電界によって、矢印ＰおよびＱに例示する
ように螢光体セル２に向けて飛翔されることにより、螢
光体セル２が発光する。

【００７７】本実施例が特公平３−２２０２１号に開示
されるヘッド構成と比較して大きく異なる点は、制御電
極３Ａ，３Ｂがそれぞれの発光画素に対応する個々の螢
光体セル２に対して絶縁体４０によって電気的に絶縁さ
れて配設されており、これら制御電極３Ａおよび３Ｂは
それぞれ独立して個別に駆動可能なように図示しない駆
動回路と接続されている点にある。すなわち、本実施例
では制御電極３Ａ，３Ｂのいずれか一方、例えば制御電
極３Ａのみを駆動した場合には、制御電極３Ａによって
加速電界が形成されるため、陰極からの電子の多くは制
御電極３Ｂ側より制御電極３Ａ側に偏移した飛翔軌跡で
ある矢印Ｐに示すように飛翔する。このため、螢光体セ
ル２の制御電極３Ａ側の部分発光領域２Ａが制御電極３
Ｂ側の部分発光領域２Ｂよりも強く発光する。従って、
先の実施例と同様に一つの発光画素の部分発光領域を選
択的に発光させることが可能となる。本実施例のような
光記録ヘッドの構成は、制御電極を４分割した場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００７８】さらに、以上の実施例では発光画素アレイ
を千鳥状に２列に配列したが、２列以外の複数列に配列
してもよく、また千鳥状に配設しないで一列に配列して
も構わない。

【００７９】なお、本発明の光記録ヘッドは螢光体セル
の発光の利用方法を特に限定するものではない。すなわ
ち、例えば図２に示したように発光画素アレイ６が形成
され基板２１を透過した光を利用する場合に限定される
ものではなく、例えば基板２１を不透明な基板とし、上
方に透明なカバーガラス２３を配設することにより、螢
光体セルの発光をカバーガラス２３を通して上方から利
用することもできる。この場合には、結像系８をカバー
ガラス２３側に設けた構成とすればよい。

【００８０】さらに、本発明の画像記録装置で用いる光
記録ヘッドは、螢光体の発光を利用したものに限られ
ず、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ素子（電界
発光素子）などの他の固体発光素子により発光画素を形
成したものであってもよく、要するに各発光画素を少な
くともその配列方向（主走査方向）に複数の部分発光領
域に分割して駆動できるようなものであればよい。

【００８１】ところで、光記録ヘッド２０からの光を感
光体ドラム５１上に照射する際、光を微小なサイズに集
束させるために結像光学系として図２中に示したロッド
レンズアレイ８が必須である。このロッドレンズアレイ
８は通常、装置構成の小型化や正立等倍像を得るため
に、図２０に示したような屈折率分散型のロッドレンズ
８１をアレイ化したものが用いられる。このようなレン
ズとしては、例えば、日本板硝子（株）製のセルフォッ
クレンズアレイなどが適用できる。しかし、このような
ロッドレンズアレイ８を用いると、一般的に結像面まで
の距離やレンズアレイの中心位置からのずれ量によっ
て、ＭＴＦの低下や光量のむらを招き、結果的に高い画
質が得られない原因となる。

【００８２】図２１は、ロッドレンズアレイにおけるレ
ンズ列の中心位置からのずれと、得られる光量との関係
の例を示す図である。図２１（ａ）はレンズアレイを横
から見た図であり、図２１（ｂ）はレンズアレイのレン
ズ面を見た図である。図２１（ｃ）はレンズの配列中心
Ｙでの光量と、この位置Ｙから僅かにずれた位置Ｙ′で
の光量を示す例である。図２１に示すように、中心位置
Ｙからずれることによって、レンズのピッチなどに依存
した光量のムラが大きくなる。このような中心からずれ
た位置で使用するには、画質劣化を抑えるための特別な
光量制御手段などを付加する必要があり、安価な装置を
構成することは難しい。

【００８３】図２２は、ロッドレンズアレイ８の結像位
置と得られるＭＴＦとの関係の例を示す図である。レン
ズの共役長をＴとした場合、位置Ａに対する焦点位置は
Ｂ点に対応するが、レンズの取り付け誤差などによって
位置Ａが位置Ａ′にずれた場合には、ずれ量ｌに応じて
同図（ｂ）のようにＭＴＦが変動し、ずれが大きくなる
ほど画像のぼけが大きくなる。このようなＭＴＦの劣化
は最適な焦点位置から数百μｍの結像位置のずれによっ
ても大きく、無視できない場合が多い。

【００８４】一方、従来このようなロッドレンズアレイ
を光記録ヘッドと感光体ドラムとの間に配設するには、
光記録ヘッドとロッドレンズアレイとを固定して一体化
構成としたものを用いている。さらに詳しくは、光記録
ヘッドの一部に設けた治具などにロッドレンズアレイを
接着などの手段により取り付けている。この際、取り付
け精度は取り付け治具などの機械加工精度に頼らざるを
えず、組み立ての簡素化に役立つ利点を有する反面、高
精細な画像を記録するような光記録装置としては取り付
け精度に満足できないものの、機械加工精度を上げるに
は技術的困難と製作コストの増大を招く欠点があった。

【００８５】そこで、光記録ヘッド２０とロッドレンズ
アレイ８をセットで使用する際に、これらを高精度に配
置するための光記録ヘッドの光学系取り付け調整方法に
ついて説明する。

【００８６】図２３は、光記録ヘッド２０とロッドレン
ズアレイ８および感光体ドラム５１の関係を示したもの
である。前述のように、光記録ヘッド２０が駆動される
と螢光体セル２において発光が生じ、その光は透明ガラ
ス板２１を介して光記録ヘッド２０の外部に取り出さ
れ、ロッドレンズアレイ８の内部を通過して感光体ドラ
ム５１上に結像される。この際、先に述べたように光記
録ヘッド２０とロッドレンズアレイ８および感光体ドラ
ム５１の配設位置関係が適切でないと、感光体ドラム５
１上に与えられる光は光量ムラやぼけを生じる。装置の
組み立て手順を簡素化するなどの理由から、光記録ヘッ
ド２０とロッドレンズアレイ８とは予め一体化してか
ら、感光体ドラム５１に対して配設する場合が多い。こ
こで提案する方法によれば、光記録ヘッド２０とロッド
レンズアレイ８との配設位置を適切に設定しやすい光学
系の取り付け調整方法を提供することができる。

【００８７】図２４は、この光記録ヘッド２０の光学系
取り付け調整方法において、光記録ヘッド２０とロッド
レンズアレイ８との位置を調整するための例を説明する
図である。ここで、光記録ヘッド２０は調整台１１の上
に固定されている。光記録ヘッド２０の内部にある螢光
体セル位置Ｑからの光を感光体ドラム５１の表面に結像
する位置、すなわちロッドレンズアレイ８の共役長Ｔだ
け離れた位置に観察点Ｐを設定する。観察点Ｐには観察
者を置くが、観察者の代わりにＣＣＤカメラなどの撮像
装置を置いても良い。後者の場合には、ＣＣＤカメラな
どに使用されるレンズの焦点位置を考慮して観察点Ｐが
補正されて設定される。螢光体セル位置Ｑと観察点Ｐと
の間の光路上にロッドレンズアレイ８が仮設置され、更
に詳しくは、このロッドレンズアレイ８は光記録ヘッド
２０に固定された取り付け治具１０の上を自由に移動で
きるように設置される。

【００８８】ここで、観察点Ｐからロッドレンズアレイ
８を介して光記録ヘッド２０の螢光体セル位置Ｑと同一
面を観察し、その位置を確かめながらロッドレンズアレ
イ８を図中の矢印の方向に移動させながら最適な位置を
見つける。この際、螢光体セルと同一面にある識別可能
な対象に焦点が合致するように最適位置が選ばれる。光
記録ヘッド２０とロッドレンズアレイ８が最適な位置に
設定されると、図示しない固定具、例えばネジや接着剤
等によって両者の相対位置が変動しないように固定する
ことができる。

【００８９】このように発光画素の周辺では電極パター
ン等が配設されているため、前述のように、観察点Ｐか
らロッドレンズアレイ８を介して光記録ヘッドの内部に
焦点を合わせる際には、電極パターンのエッジなどに最
も良好に焦点が合致するように、ロッドレンズアレイ８
の位置を調整すればよい。

【００９０】また、光記録ヘッド２０の内部が暗所とな
り発光画素が識別できない場合には、強制的に光記録ヘ
ッド２０の内部を照明することが有効である。この場合
には、光記録ヘッドの外部から螢光灯やハロゲンランプ
などの照明手段により透明ガラス基板２１側から光照射
すればよい。光記録ヘッドの内部から照射する場合に
は、光記録ヘッドを適度な照度となるように強制発光さ
せればよい。

【００９１】また、光記録ヘッド２０の発光画素を形成
する螢光体セルを配設した面であるガラス基板２１の表
面に、光学系取り付け調整のための識別パターンを設け
ることができる。この識別パターンは発光に影響を与え
ることのないように設けることが必要であり、特に発光
画素列の並びの両端に設けるとよく、例えば図１の制御
電極３の一部に設けてもよい。制御電極３をアルミニウ
ムなどで形成すれば、制御電極３の領域は制御電極３を
設けていないガラス基板２１と色の違いとして識別でき
るので、識別パターンは制御電極３の一部を切り欠ける
ように設けることによって目的を達成することができ
る。また、このようにすれば識別パターンは制御電極３
を形成するためのマスクパターンで形成することができ
るので、識別パターンを精度良く適切な位置に設けるこ
とができる。また、識別パターンをガラス基板２１の表
面に直接印刷することも可能である。しかし、この場合
には制御電極パターンとして設ける場合に較べて、識別
パターンの配設位置に誤差が生じやすいので注意が必要
である。識別パターンの形状は特に限定されるものでは
ないが、図２５（ａ）〜（ｅ）に示すようなパターンが
焦点合わせを行いやすく適当である。このような識別パ
ターンを発光画素列の両端部に設けることによって、光
記録ヘッド２０の複数の発光画素の内のいずれの画素位
置においても、光記録ヘッド２０とロッドレンズアレイ
８との相対位置に対して適切に位置の調整が可能にな
る。

【００９２】さらに、上記の説明では光記録ヘッド２０
に対してロッドレンズアレイ８の距離を調整する方法を
述べたが、同様にして発光画素列とロッドレンズアレイ
８のレンズの並び方向とのずれを調整するなどの、相対
位置を調整することも可能である。

【００９３】尚、厳密には発光画素からの光は光記録ヘ
ッド２０のガラス基板２１を透過して感光体ドラム上に
露光するので、ロッドレンズアレイの共役長を設定する
ためには、ガラス基板２１の屈折率の効果などを考慮す
る必要があるが、上記の説明では簡単のため省略してい
る。さらに、上記説明では光記録ヘッド２０からロッド
レンズアレイ８を通過して感光体ドラム５１までの光路
を直線としているが、光路中に反射鏡などを設けて光路
を変更した場合であっても、本方法を適用できるのは説
明するまでもない。

【００９４】上述した光記録ヘッドの光学系取り付け調
整方法によれば、光記録ヘッド内部の発光点である発光
画素と同一面を観察しながら光学系の相対位置を設定す
るので、取り付け精度を向上させることができ、さらに
個々の光記録ヘッドにおける発光画素位置の配設誤差の
ばらつきを補正することができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光記
録ヘッドは、複数の螢光体セルにそれぞれ対応する制御
電極が少なくとも螢光体セルの配列方向に複数に分割さ
れているため、これらの分割された制御電極をそれぞれ
個別に駆動することで、各螢光体セルに対する陰極から
の電子の飛翔位置を制御することができ、これにより螢
光体セルによって形成される各発光画素を複数の部分発
光領域に分割して発光させることができる。従って、発
光画素の発光を１画素の単位よりも細かく制御すること
ができ、発光画素の配列密度より高い解像度の記録が可
能となる。

【００９６】この場合、制御電極を陰極および螢光体セ
ルと共に螢光体セルの周辺に位置して同一基板上に配置
すれば、制御電極に相当するグリッドを陰極と螢光体セ
ルとの間の空間に配置した従来の光記録ヘッドと比較し
て構造が簡単となり、制御電極の位置決めに要する手間
も省くことができ、製造コストが低減する。

【００９７】また、制御電極を陽極と電気的に絶縁され
た状態で該陽極と一部で重なるように基板上に配設すれ
ば、制御電極を分割しながらも分割した個々の制御電極
の面積を広くとることができるため、制御電極による電
界を安定に形成して、陰極から螢光体セルへの電子の飛
翔を安定に制御することが容易となる。

【００９８】さらに、制御電極を螢光体セルの配列方向
に対し直交する方向にも複数に分割すれば、発光画素の
発光をさらに細かく制御して、より一層高解像度の画像
記録を行うことができる。

【００９９】本発明による画像記録装置は、各発光画素
を複数の部分発光領域に分割し、これらの部分発光領域
を階調画像データに応じて選択的に発光させることで階
調画像の記録を行うため、例えば発光画素の配列密度を
高くすることが難しい螢光体セルの発光を利用した光記
録ヘッドを用いた場合でも、解像度の低下を招くことな
く階調性の向上を図ることができる。

【０１００】さらに、このように部分発光領域を選択的
に駆動する場合、部分発光領域の選択に加えて部分発光
領域の発光時間を階調画像データに応じて制御すること
で、副走査方向の発光パターンも変調することによっ
て、より豊かな階調表現を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光記録ヘッドにおける
発光画素アレイの構成を示す平面図および断面図

【図２】同実施例に係る光記録ヘッド全体の概略構成図

【図３】同実施例に係る光記録ヘッドの動作原理を説明
するための模式図

【図４】本発明による画像記録装置の一実施例の概略構
成を示す図

【図５】同実施例に係る光記録ヘッドにより得られる種
々の露光パターンを示す図

【図６】同実施例に係る光記録ヘッドにおける発光画素
の発光時間と感光体ドラム上の露光量との関係を説明す
るための模式図

【図７】同実施例に係る画像記録装置における５階調を
表現するための露光パターンを示す図

【図８】同実施例に係る画像記録装置における光記録ヘ
ッド駆動回路の構成を示すブロック図

【図９】図８の光記録ヘッド駆動回路の動作を説明する
ためのタイミングチャート

【図１０】同実施例に係る光記録ヘッドの陽極および制
御電極の駆動制御を説明するための図

【図１１】同実施例に係る画像記録装置における階調制
御部の構成を示すブロック図

【図１２】図１１の階調制御部の動作を説明するための
タイミングチャート

【図１３】階調画像データの配列と露光データ領域の配
列の関係を示す図

【図１４】図１１の階調制御部における階調変換部に格
納されるテーブルの例を示す図

【図１５】同実施例に係る画像記録装置によって１７階
調を表現する場合の露光パターンを示す図

【図１６】本発明の他の実施例に係る光記録ヘッドにお
ける発光画素アレイの概略構成を示す平面図

【図１７】図１６の発光画素アレイの構成をさらに詳し
く示す平面図および断面図

【図１８】本発明の別の実施例に係る光記録ヘッドにお
ける発光画素アレイの概略構成を示す平面図

【図１９】本発明のさらに別の実施例に係る光記録ヘッ
ドにおける発光画素アレイの概略構成を示す断面図

【図２０】図２におけるロッドレンズアレイの構成を示
す斜視図

【図２１】ロッドレンズアレイの光路と光量の関係を説
明するための図

【図２２】ロッドレンズアレイの焦点位置とＭＴＦの関
係を説明するための図

【図２３】本発明による光記録ヘッドおよびロッドレン
ズアレイと感光体ドラムとの関係を示す図

【図２４】光記録ヘッドの光学系取り付け調整方法を説
明する図

【図２５】本発明の光記録ヘッドに設けられる光学系取
り付け調整のための識別パターン例を示す図

【符号の説明】

１…陽極 ２…螢光体セル ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ…制御電極 ４…絶縁層 ５…陰極 ６…発光画素アレイ ８…ロッドレンズアレイ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、 この基板上に所定間隔で配列された複数の陽極と、 前記基板上に前記陽極に接して配列された複数の螢光体
   セルと、 この螢光体セルに対し空間的に離間して配置された電子
   を放射する陰極と、 前記複数の螢光体セルの各々に対応して設けられ、前記
   陰極から前記螢光体セルに向けて飛翔する電子を加速す
   るための複数の制御電極とを具備し、 前記複数の制御電極は、少なくとも前記複数の螢光体セ
   ルの配列方向に分割されていることを特徴とする光記録
   ヘッド。
2. 【請求項２】前記複数の制御電極は、前記複数の螢光体
   セルの各々の周辺に位置して前記基板上に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の光記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記複数の制御電極は、前記螢光体セルの
   配列方向に対し直交する方向に対しても分割されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光記録ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】配列された複数の発光画素を有し、各発光
   画素が実質的に該発光画素の配列方向に複数の部分発光
   領域に分割された光記録ヘッドと、 この光記録ヘッドの各発光画素の複数の部分発光領域を
   階調画像データに応じて選択的に発光させる階調制御手
   段とを具備することを特徴とする画像記録装置。
5. 【請求項５】配列された複数の発光画素を有し、各発光
   画素が実質的に該発光画素の配列方向に複数の部分発光
   領域に分割された光記録ヘッドと、 この光記録ヘッドの各発光画素の複数の部分発光領域を
   階調画像データに応じて選択的に発光させると共に、こ
   れらの部分発光領域の発光時間を制御する階調制御手段
   とを具備することを特徴とする画像記録装置。
6. 【請求項６】前記光記録ヘッドは、基板と、この基板上
   に所定間隔で配列された複数の陽極と、前記基板上に前
   記陽極に接して配列された複数の螢光体セルと、この螢
   光体セルに対し空間的に離間して配置された電子を放射
   する陰極と、前記複数の発光画素の各々に対応して設け
   られ、前記陰極から前記螢光体セルに向けて飛翔する電
   子を加速するための複数の制御電極とを有し、前記複数
   の制御電極を前記複数の螢光体セルの配列方向に分割す
   ることにより、前記複数の螢光体セルにより形成される
   各発光画素を実質的に該発光画素の配列方向に複数の部
   分発光領域に分割することを特徴とする請求項４または
   ５に記載の画像記録装置。