JPH09187993A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH09187993A
JPH09187993A JP8304023A JP30402396A JPH09187993A JP H09187993 A JPH09187993 A JP H09187993A JP 8304023 A JP8304023 A JP 8304023A JP 30402396 A JP30402396 A JP 30402396A JP H09187993 A JPH09187993 A JP H09187993A
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JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
image forming
filter
image
forming apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP8304023A
Other languages
English (en)
Inventor
Takumi Sugiyama
卓己 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザーを露光用光源として良質の複写物が
得られる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 入力データーに応じて変調されたガウス
分布のレーザービーム(中心部でピーク強度をもつ)を
出力とし、このレーザービームを中心部で光透過率が低
く半径方向外側に向って次代にガウス分布で増加するレ
ーザービームフィルターパターンをもつ光を通して、記
録媒体に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は入力データに応じて
変調されたガウス分布のレーザーを利用し、ドット単位
での書き込みが行なえる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザー光は単一波長で指向性が強いた
め、多くの分野で用いられており、特にCDを初めとす
る各種光記録媒体の作製、再生などで大いに利用されて
おり、また、レーザー光を用いてより良好な光学記録が
行なえる方法等も検討されている。こうしたレーザー光
を使用した光書き込みプリンタ、画像形成装置、光学記
録方式などのいずれにしても、入力データに応じて変調
されたガウス分布のレーザービーム出力手段と結像光学
系およびその光学像を保持して画像を形成する像担持体
からなる画像形成装置などが用意され、前記の像担持体
への画像形成はレーザー出力のドット単位による書き込
みで行われる。
【0003】ところで、従来のこうした画像形成方法で
はライン画像あるいはベタ画像を再現するために隣接ド
ットには重なりしろが設けられているが、レーザーの空
間出力特性はガウス分布で近似される形状であるため、
たとえばドットサイズを60μm、解像度400dpi
(走査線間隔約60μm)で書き込みを行った場合、実
際には図1に示すような像担持体面上の光強度分布とな
っている。このような画像形成方法ないし装置を採用し
た電子写真においては、帯電した像担持体面を光除電す
ることで潜像が形成され、その潜像表面電位と現像バイ
アスによって現像剤(トナー)が像担持体面上に付着す
ることで現像プロセスが行われているが、潜像表面電位
は光除電する光のエネルギーに依存するため、上記のド
ットサイズ、走査線間隔である図1に示したような光強
度分布となる書き込みを行い体積平均粒径の小さいトナ
ーで忠実に現像を行うとドット間隔の光強度の強弱に応
じて濃淡を生ずることとなり、ベた埋まりの劣化やジッ
ターが顕著になる等の問題を生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる問題を解決する
ものとして、例えば、図2に示したように、隣接する
ドット単位の書き込みの重なりしろを大きく取ることで
ベタ埋まりを改善するようにした光書き込みプリンタ
(特開昭58−152269号)、光路中に中心部の
透過率が高く周辺に行くに従って透過率が低くなる濃度
フィルタを設けることで、レーザ光のビームスポットの
裾切れを改善し、階調表現を良好にするようにした画像
記録装置(特開昭62−162567号)、また、光
路中に濃度フィルタでレーザー光のビームスポットの一
部を遮り、ビームスポットの径を変更することが記録密
度を上げて画像の向上を図るようにした光学記録方式
(特開平4−19176号)などが提案されている。
【0005】だが、前記の手段によったのでは、光強
度分布がフラットとなるまで隣接ドット間隔を狭くする
と、濃淡部を作像しても明部と暗部との境界が鈍るため
原画像を忠実に再現することが不可能となるなど副作用
を生ずる結果となる(図3)。また、前記の手段に
よったのでは良質のベタ画像は得られない。本発明の目
的はこうした従来の装置ないし方法に改良を加え、良質
の複写が行なえる画像形成装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、 (1)入力データーに応じて変調されたガウス分布のレ
ーザービームを出力する手段であって、該レーザービー
ムは中心部においてピーク強度Iを持つと共に、ビーム
に直交する平面上のレーザービーム中心部とl/e2
等しい強度を与える点との間の距離で定義されるビーム
半径Rbを有するものである出力手段と、感光記録媒体
と、及び、前記出力手段からのレーザービームを受ける
べく配置され、該レーザービームを前記記録媒体に照射
してその記録媒体上に画像を形成するビーム形成手段と
を包含し、前記ビーム形成手段は、光透過率が所定の位
置で最小値M%であり該所定位置から半径方向外側に向
かって次第にガウス分布で増加するようなレーザービー
ムフィルターパターンを持つ光フィルターを含み、該光
フィルターは、該所定位置と(100−[100−M/
2])%に等しい光透過率を与える点との間の距離で
定義されるフィルター半径Rfを有し、Rfは、Rbと
ほぼ同等である様にしたことを特徴とする画像形成装
置。
【0007】また、本発明によれば、(2)前記(1)
において、最小値M%が40〜60%であることを特徴
とした画像形成装置、(3)前記(1)又は(2)にお
いて、光フィルターが結像光学系内の走査光学系とレー
ザー出力手段との間の光路中にあることを特徴とした画
像形成装置、(4)前記(2)又は(3)において、レ
ーザービームの光強度中心の1/e2倍の強度となる値
で定義されるビームスポット径aと、走査光学系による
像担持体上の走査線間隔bとの関係が 1≦a/b<1.3 で示される関係にあることを特徴とした画像形成装置、
(5)前記(1)(2)(3)又は(4)において、電
子写真方式で体積平均粒径10μm以下の現像トナーが
用いられることを特徴とした画像形成装置、(6)前記
(1)(2)(3)(4)又は(5)において、電子写
真方式で像担持体として感光層膜厚30μm以下好まし
くは15〜30μmの感光体が用いられることを特徴と
した画像形成装置、が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】図4は本発明の装置の概略(構成
図)、図5は光フィルター(濃度勾配フィルター)の模
式図を表わしている。濃度勾配フィルターは結像光学系
内の走査光学系とレーザービーム出力手段との間に設け
る。図4(a)は本発明の装置の全体の構成図である。
ここで、1は露光用光源(LD)、2はアパーチャー、
3は濃度勾配フィルター、4、5はレンズ、6はポリゴ
ンミラー、7は走査ミラー、8は像担持体であり、破線
で囲まれたところは結像光学系、一点鎖線で囲まれたと
ころは走査光学系を表わしている。また図4(b)は他
の例で、アパーチャー2と濃度勾配フィルター3との間
に2点鎖線で表わしたビームエキスパンダー9を設けた
ものである。これら図4(a)(b)ともに、濃度勾配
フィルター4は結像光学系内の走査光学系とレーザービ
ーム出力手段との間の光路中にある点で共通している。
【0009】本発明の画像形成装置におけるレーザービ
ーム出力手段は、入力データに応じて変調されたガウス
分布のレーザービームであって、そのレーザービームは
中心部において強度(ピーク強度、光強度)Iをもつと
ともに、ビームに直交する平面上のレーザービーム中心
部とI/e2に等しい強度を与える点との間の距離で定
義されるビーム半径Rbを有する。
【0010】ビーム形成手段はレーザービーム出力手段
からのレーザービームを感光記録媒体(像現持体)に照
射して感光記録媒体上に画像を形成する。このものは光
透過率が所定の位置で最小値M%であり、その所定位置
から半径方向外側に向って次第にガウス分散が増加する
ようなレーザービームフィルターパターンをもつ光フィ
ルター(図8に示されるフィルター)を含む。この光フ
ィルターは該所定位置と(100−[(100−M)/
2])%に等しい光透過率を与える点との間の距離で
定義されるフィルター半径Rf(RfはRbとほぼ同等
である)を有している。
【0011】すなわち、本発明における光フィルター
(濃度勾配フィルター)は図5、図6に示すように、そ
の中心部の光透過率が低く、周辺部に行くに従ってガウ
ス関数で記述できる勾配で光透過率が高くなっている。
従って、濃度勾配フィルターを通過させて像担持体に照
射される光によって、像担持体上のドットの照射エネル
ギー分布は濃度勾配フィルターの濃度分布が加味されて
均一化される。
【0012】本発明においては、このガウシアン濃度勾
配(図6)はその中心部透過率の1/e2倍となる値で
定義されるフィルター濃度径(X)が書き込みに使用す
る代表的な光量制御素子であるレーザーの空間出力特性
であるガウシアンビーム(図7)の中心強度の1/e2
倍で定義されるビームスポット径(a)と好ましくは
0.9a≦X≦1.1aより好ましくはX=bの関係に
あるようにされている。また濃度勾配フィルター中心部
の光透過率は好ましくは40〜60%であり、より好ま
しくは50%である。
【0013】レーザーの空間出力の特性は、図7に示し
たように、理想的にはTEM00モードでガウス分布をし
ている。このレーザーをガウス濃度勾配を有するフィル
ター中心とレーザー光のビームスポット中心とを一致さ
せて透過させる(図8)と、その空間出力特性は図9に
示すように元のレーザーの空間出力特性の頭頂部がつぶ
れた形となる。このように頭頂部がつぶれた空間出力特
性のレーザービーム出力で強度変調による濃度階調を行
った場合、低濃度部書き込みの1ドット面積と高濃度部
書き込みの1ドットの面積差を濃度勾配フィルターの無
い場合より小さくすることができるため(図10)、低
濃度部、高濃度部に係わり無くべた埋まりの向上が可能
となる(図11)。なお、濃度勾配フィルターの中心部
透過率が40%未満の場合にはフィルター通過後のビー
ムの空間出力特性が頭頂部分で著しく窪んでしまうため
光強度分布の均一化には殆んど効果がない(図12)。
【0014】このような空間出力特性を改善したレーザ
ービームを使用してドット書き込みを行った場合、図1
3に示すように走査線間隔が広くても光強度の分布がフ
ラットとなり、ベた部の埋まりが改善され、ジッターに
対しても余裕が生まれ、かつドット単位の光強度変調に
よる階調表現においても境界が明瞭となって画像再現性
が向上する。特にレーザーのビームスポット径aと走査
線間隔bが 1≦a・b<1.3 の関係にある場合最も良好となる(図2と図14、及び
図13と図15を参照)。
【0015】また、本発明におけるフィルターは結像光
学系内のいかなる部分に設置してもよい。ただし、走査
光学系から像面までの間に設置する場合は、走査線間隔
毎に微小のフィルターを多数設けなければならないが、
レーザー出力手段と走査光学系の間に設置する場合は1
枚で効果を得ることが可能となる。さらにこの位置でフ
ィルターを設置する場合は、レーザー光のビームスポッ
トが小さくても走査光学系の前でビームエキスパンダー
などでビームスポットを広げられるため、フィルターサ
イズを大きくとることが可能となる(図4)。このよう
にすることで、フィルターの作成が容易となり、かつ機
械的要求精度などに余裕度が生ずる。
【0016】なお、図6の濃度勾配フィルターは図7で
示される空間出力特性を有するレーザーを使用して銀塩
写真用感光フィルムなどを露光してネガ像を作成し、そ
れを通常の銀塩写真処理プロセスによってポジ像に変換
することで容易に作成することが可能である。その他、
透明フィルムやガラス板など光透過性の基板上に直接染
色法、電着法、真空蒸着法、印刷法などにより濃淡パタ
ーンを形成することによって作成することもできる。
【0017】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、ドット単位で
形成する画像情報の書き込み光の1ドット毎の空間強度
分布が平均化され、光強度によって潜像1ドットの面積
に差を生ずることが少なくなるので、黒ベた部のみなら
ずハーフトーン部分においても濃度ムラが生じにくくな
る。請求項2の発明によれば、ドットの均一化が良好に
なる。請求項3の発明によれば、濃度勾配フィルターを
1枚設置するのみで請求項1記載の効果を達成すること
が可能となる。請求項4の発明によれば、請求項1、2
又は3記載のドットの複数から形成される像に光強度の
むらが生じにくいため、ベた部のうまりが改善されかつ
濃度差のある画像においてもエッジの切れが向上する。
請求項5の発明によれば、請求項1〜4の結果に比べ
て、より小粒径現像剤で像担持体表面上の潜像を忠実に
再現するようになり、従って、ベタ部埋まりが良好でか
つエッジの切れも良い画像を形成することができる。請
求項6の発明によれば、感光層膜厚を30μm以下とし
たことで請求項1、2、3又は4の画像エッジ切れ向上
の効果をさらに有効なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザー光を用い通常の書き込みを行なった場
合の像担持体面上の光強度分布を表わした図。
【図2】隣接するドット単位の書き込みの重なりしろを
大きく取ることでベタ埋まりを改善するようにした様子
を表わした図。
【図3】光強度分布がフラットになるまで隣接ドット間
隔を狭くした場合の不都合を説明するための図。
【図4】(a)(b)はともに本発明の装置の構成を表
わした図。
【図5】本発明で用いられる濃度勾配フィルターの模式
図。
【図6】ガウス濃度勾配を有するフィルターの濃度径と
透過率との関連を表わした図。
【図7】レーザーの空間強度分布とビームスポット径と
の関連を表わした図。
【図8】レーザービームの空間強度と濃度勾配フィルム
との関係を表わした図。
【図9】濃度勾配フィルム透過後のレーザービーム空間
強度分布を表わした図。
【図10】濃度勾配フィルムの有無によって書き込みド
ット面積に差が生じることの説明図。
【図11】濃度勾配フィルムの有無によって、同一光量
における書き込みドット径とベタ埋まりに差が生じるこ
との説明図。
【図12】濃度勾配フィルター透過率が25%のときの
レーザービーム空間強度分布を表わした図。
【図13】空間出力特性をレーザービームを使用して走
査線間隔を広くしてドット書き込みを行なった場合の光
強度分布を表わした図。
【図14】空間出力特性を改善したレーザービームを使
用してドット書き込みを行なった場合の、レーザーのビ
ームスポット径aと走査線間隔bとの関係を表わした
図。
【図15】中央のドットの濃度のみハーフトーンを出力
した場合の図。
【符号の説明】
1 露光用光源 2 アパーチャー 3 光フィルター(濃度勾配フィルター) 4、5 レンズ 6 ポリゴンミラー 7 走査ミラー 8 像担持体 9 ビームエキスパンダー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データーに応じて変調されたガウス
    分布のレーザービームを出力する手段であって、該レー
    ザービームは中心部においてピーク強度Iを持つと共
    に、ビームに直交する平面上のレーザービーム中心部と
    l/e2に等しい強度を与える点との間の距離で定義さ
    れるビーム半径Rbを有するものである出力手段と、感
    光記録媒体と、及び、前記出力手段からのレーザービー
    ムを受けるべく配置され、該レーザービームを前記記録
    媒体に照射してその記録媒体上に画像を形成するビーム
    形成手段とを包含し、前記ビーム形成手段は、光透過率
    が所定の位置で最小値M%であり該所定位置から半径方
    向外側に向かって次第にガウス分布で増加するようなレ
    ーザービームフィルターパターンを持つ光フィルターを
    含み、該光フィルターは、該所定位置と(100−
    [(100−M)/e2])%に等しい光透過率を与え
    る点との間の距離で定義されるフィルター半径Rfを有
    し、Rfは、Rbとほぼ同等である様にしたことを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記最小値M%が40〜60%であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記光フィルターが結像光学系内の走査
    光学系とレーザー出力手段との間の光路中にあることを
    特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 レーザービームの光強度中心の1/e2
    倍の強度となる値で定義されるビームスポット径aと、
    走査光学系による像担持体上の走査線間隔bとの関係が 1≦a/b<1.3 で示される関係にあることを特徴とする請求項1、2又
    は3記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 電子写真方式で体積平均粒径10μm以
    下の現像トナーが用いられることを特徴とした請求項1
    〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 電子写真方式で像担持体として感光層膜
    厚30μm以下の感光体が用いられる請求項1〜5のい
    ずれかに記載の画像形成装置。
JP8304023A 1995-10-30 1996-10-30 画像形成装置 Pending JPH09187993A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8304023A JPH09187993A (ja) 1995-10-30 1996-10-30 画像形成装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-305104 1995-10-30
JP30510495 1995-10-30
JP8304023A JPH09187993A (ja) 1995-10-30 1996-10-30 画像形成装置

Publications (1)

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JPH09187993A true JPH09187993A (ja) 1997-07-22

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ID=26563749

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JP8304023A Pending JPH09187993A (ja) 1995-10-30 1996-10-30 画像形成装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388652B2 (en) * 2006-06-15 2008-06-17 Asml Netherlands B.V. Wave front sensor with grey filter and lithographic apparatus comprising same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388652B2 (en) * 2006-06-15 2008-06-17 Asml Netherlands B.V. Wave front sensor with grey filter and lithographic apparatus comprising same

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Effective date: 20040122

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