JPS60167568A - ビ−ム記録装置 - 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】 （イン産業上の利用分野 本発明はレーザビームなどのようなビームの少ない輝度
変調レベルで細かい階調が出せるようにしたビーム記録
装置に関する。

（ロ）従来技術 最近レーザビームを用いた画像記録装置いわゆるレーザ
プリンタが開発され実用化されている。レーザプリンタ
の一例として画像情報を含む電気信号に基づいてレーザ
ビームを変調し、記録媒体としてのたとえば感光体、フ
ィルムまたは印画紙を走査して記録媒体上にまず画像情
報を潜像の形で形成し、その後電子写真処理や写真現像
処理などにより可視像として記録するものがあり、第１
図にその代表的な光学走査系を示す。図において、１は
たとえばＨｅ　−Ｎｅレーザのようなレーザビームを発
生するレーザ装置、２はミラー、３はビーム系を絞り込
むレンズ、４は音響光学変調器、５はビーム系をもとに
戻すレンズ、６は音響光学変調器４を画像情報信号Ｓに
基づいて駆動するドライバ、７はレーザビームの径を拡
大するビーム拡大器、８は高速で同転してビームを感光
体上で走査する回転多面鏡（通常ポリゴンと呼ばれてい
る）、９は光軸に対する入射角θに比例した距離に結像
するｆθレンズ（ｆはレンズの焦点距離）、１０は記録
媒体の一例としてセレンなどの感光面１０ａを表面に有
する感光体ドラムで矢印方向に定速回転する。

この光学走査系自体はよく知られているので。

詳細な説明は省略するが１画像情報信号Ｓにより変調さ
れたレーザビームは回転多面鏡８の各鏡面により反射さ
れ、ｆθレンズ９を通過して感光面１０ａ上に画像情報
の潜像を形成する。

この場合、レーザビームは回転する回転多面鏡８の一鏡
面により反射されながら感光面１０ａ上の横方向（主走
査方向）に−走査される（自矢印で示す）。

ところでこの種のレーザ記録装置により記録される画像
の階調を出す方法として、従来、レーザビームの輝度変
調レベルを複数段階設け、このレベルを画像情報信号に
応じて調整する方法や、特開昭５６−１５３３３１号公
報に記載されているように画像を構成する一画素あたり
のレーザビーム照射時間を調整する方法とが知られてい
る。前者の方法は輝度変調レベルの数が感光面のダイナ
ミックレンジにより制約されてそれほど多くできず、変
調レベルの数を細かくとると隣接するレベル間の差が小
さくなって意図するような細かい階調が出せないという
問題がある。また後者の方法は基本画像周波数より相当
高い高周波パルスが必要になり、回路構成が複雑で高価
になる。

？ｊ発明の目的および構成 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、基本画
像周波数のクロックで且つ少ない輝度変調レベルで細か
い階調の画像を記録で、きるビーム記録装置を提供する
ことを目的とし、この目的を達成するために、ビームの
走査に同期して１ラインごとに間欠的をこあるいは連続
的に移送される像保持手段上の同一ライン上を記録すべ
き画像情報の階調データに基づいて輝度変調したビーム
で複数回走査することにより１ライン分の画像情報を記
録するようＧこ構成したものである。

に）実施例 以下本発明を図面に基づいて説明する。

　３− 第２図は本発明によるビーム記録の原理を説明するもの
で、−例としてレーザビームを用いた記録装置により一
走査ラインを２回のビーム走査で形成する例である。

第１図に示したような光学走査系で回転多面鏡８を回転
することをこよりレーザビームを感光面上で走査する場
合、感光体ドラム１０を一瞬停止させ、その停止した状
態で第２図（イ）に示すように回転多面鏡８の鏡面Ｆ１
で１ラインを走査し、続いて同図（ロ）に示すように鏡
面Ｆ１に隣接した鏡面Ｆ２で同一ラインを走査する（第
２図（ロ）では２回目の走査がわかり易し１ように１回
目の走査とずらせて示しである）。

なお鏡面Ｆｌ　ｓ　Ｆ２は隣接させなくてもよしくとは
むろんである。その際各鏡面による走査ビームの輝度を
たとえば１６レベルに変調するとすｔＬｌｆ　２　Ｘ］
６＝　３２の階調レベルが得られる。第３図の例では１
回目の走査ビームの輝度が３レベル、２回目の走査ビー
ムの輝度が４レベルに変調されており、これらの合成画
像の階調は図　４− 示したようになる。１ラインの走査が終了したとき感光
体ドラムを回転し１次の走査位置にきたとき再び停止さ
せ、回転する回転多面鏡の鏡面Ｆ３とＦ４を用いて同様
に第２ラインを走査する。

第４図は本発明によるレーザ記録装置の階調制御回路の
ブロック線図である。図示した例は各走査ビームが１６
の輝度レベルに変調され、２回のビーム走査で１ライン
を形成するもので、従って１６Ｘ２−１＝３ルベルの階
調が得られる。

図において、１５は光学走査系や感光面の感光特性によ
る非線形性を補正するように画像情報信号であるデジタ
ル階調データに対するＰ−ＲＯＭ構成の補正テーブルで
、後述するようにＭＳＢ（最上位）ビットが′１′のと
きはビーム走査を２回行ない″０わときはビーム走査を
１回行なう。１６はＭＳＢが１′のとき１回目の走査の
際ＭＳＢを除いたビットデータに１′を加える加算器、
１７はＭＳＢが０“のときと１“のときで入力する階調
データを切り換えるデータマルチプレクサ、１８はセッ
ト端子Ｓとリセット端子Ｒとラッチパルス入力端子ＨＤ
とを有し、データマルチプレクサ１７からの階調データ
を保持するラッチ回路、１９はデジタル階調データをア
ナログ化するＤ／Ａコンバータ、２０はレーザビームの
輝度を変調する音響光学変調器である。さらに、これら
の回路を制御するものとして、Ｄ−フリップフロップ２
１、モノステーダルマルチバイブレータ２２、アンドゲ
ート２３，２４．　インバータ２５がある。

次に第５図のタイムチャートを用いて第４図の階調制御
回路の動作を説明する。

第５図（イ）は水平同期信号Ｈ８を示しており、この信
号は感光体ドラムの軸方向端部近くでレーザビームの光
路に設けられたビーム検知器によりレーザビームの通過
を検出することにより得られる走査タイミング信号であ
る。

第４図において、Ｄ−フリップフロップ２１のＣｐ端子
に水平同期信号Ｈ３が入力すると、そのＱ端子から第５
図（ロ）に示す信号Ａが出力する。

階調データＢは図示しないドライバから１ライン分ずつ
送られてくる画像情報信号に含まれ、第５図（ハ）に示
すように表わされる。階調データＢは複数の階調を表わ
すビットデータで。

たとえば３ビツトで表わされる階調数は次のように７階
調になる。

ｏ　ｏｏ。

１　００１ ２　０１０ ３　０１１ ４　１００ ５　１０１ ６　１１０ このようを二階調データＢは何ビットかで表わされるの
で、その最上位ビット（ＭＳＢ）がゝＯ１か′１′かに
より次のように処理する。すなわ＝　７− ちデータマルチプレクサ１７はＭＳＢ出力出力用０′の
ときは１回目の走査では補正テーブル１５から出力する
階調データＢのうちからＭＳＢ出力を除いたデータをそ
のまま出力するが、２回目の走査ではビーム照射をせず
、またＭＳＢ出力出力用１′のときは１回目の走査では
補正テーブル１５から出力する階調データのうちＭ追出
力を除いたデータをこ加算器１６により１を加えて出力
し、２回目の走査では最大輝度のビーム照射を行なう。

一方、モノステープルマルチバイブレータ２２はＤ−フ
リップフロップ２１からの信号Ａを受けると作動し、そ
のＱ出力の立下りのタイミングで、アンドゲート２３か
らは第５図（へ）に示すようなセット信号Ｅが、またア
ンドゲート２４からは第５図（ト）に示すようなリセッ
ト信号Ｆが出力する。これらのセット信号Ｅおよびリセ
ット信号Ｆはラッチ回路１８のセット端子Ｓおよびリセ
ット端子Ｒにそれぞれ入力される。

　８− ラッチ回路１８のラッチ端子りには第５図（ホ）に示す
ようなラッチパルスＤ（第５図（イ）に示す水平同期信
号Ｈ８と同じもの）が入力するので、ラッチ回路１８か
らは、第５図（チ）に示すような階調制御データＧが出
力する。すなわち、いま階調データＢのＭＳＢ出力出力
用５図（ニ）に示したように定めると、同図（イ）に示
した水平同期信号Ｈ３ｉで始まる第１ラインの１回目の
ビーム走査では、補正テーブル１５のＭＳＢ出力出力用
１′であるからデータマルチプレクサ１７は補正テーブ
ル１５から出力する階調データＤ１に加算器１６で１を
加えてラッチ回路１８に送る。ラッチ回路１８はラッチ
パルスに同期してこの階調データ（Ｄｌ、＋１）をう゛
ツチし階調制御データＧとして出力する。Ｄ／Ａコンバ
ータ１９はこの階調制御データＧをアナログ化し音響光
学変調器２０に送る。水平同期信号Ｈ８２で始まる次の
２回目のビーム走査では、やはり補正テーブル１５のＭ
ＳＢ出力出力用１′であるからラッチ回路１８はセット
端子Ｓに入力するセット信号Ｅに基づいてデータマルチ
プレクサ１７から送られてくる階調データにかかわらず
全出力を１１′　とする。これはレーザビームを最大輝
度に変調することを意味する。こうして２回のビーム走
査により１ライン分の情報記録が完了するが、レーザビ
ームの輝度変調レベルを１６レベルとすれば、この２同
のビーム走査で１６Ｘ２−１＝３ルベルの階調が得られ
る。

次に、水平同期信号Ｈ３３で始まる第２ラインの１回目
のビーム走査では、補正テーブル１５のＭＳＢ出力Ｃは
０であるから、データマルチプレクサ１７は補正テーブ
ル１５から出力する階調データ■からＭＳＢ出力Ｃを除
いたデータをそのままラッチ回路１８に送る。ラッチ回
路１８はラッチ端子りに入力するラッチパルスＤに同期
してこの階調データＤ２をラッチするとともに第５図（
チ）に示すように階調制御データＧとして出力する。こ
のデータＧ＃こ基づいてレーザビームが変調器２０によ
り輝度変調される。次の水平同期信号Ｈ３４に同期して
リセット信号Ｆがラッチ回路１８のリセット端子Ｒに入
力される。このため、ラッチ回路１８はリセットされ１
階調制御データＧは全ピッＩ−゛０’になり、２回目の
ビーム走査は輝度が零になる。

こうして２回のビーム走査により第２ラインの情報記録
が終了するが、第１ラインの場合と同様に３ルベルの階
調が得られる。

続いて第３ラインの情報記録が水平同期信号Ｈ８５およ
びＨ３ａで開始する２回のビーム走査により行なわれる
が、回路動作は上述した第２ラインの情報記録と同じで
あるので説明は省略する。この場合は１回目のビーム走
査ではレーザビームが階調データＤ３により制御され、
２回目のビーム走査はリセット信号Ｆにより輝度が零と
なる。

次に、第４ラインの情報記録は水平同期信号ＨＳツとそ
れに続＜Ｈ８ｓで開始する２回のビーム走査により行な
われる。この場合は、補正テーブル１５のＭＳＢ出力Ｃ
は１′であるからデ１１− 一タマルチプレクサ１７からは補正テーブル１５の出力
Ｄ４に１を加算したデータ（Ｄ４＋１）がラッチ回路１
８に送られ１階調制御データＧとして出力される。とこ
ろが水平同期信号Ｈ３ｓに同期してラッチ回路１８のセ
ット端子Ｓにセット信号Ｅが入力されるので、その後の
階調制御データＧは全ビットゝビとなる。すなわち２回
目のビーム走査では最大輝度に変調されたレーザビーム
により走査される。その結果、第１ラインと同様に３ル
ベルの階調が得られる。

これに続くラインの形成も上述したと同じである。

上記実施例では２回のビーム走査により１ラインの情報
記録を行ない且つレーザビームの輝度変調レベルを１６
レベルとしたが、１ラインの情報記録を行なうためのビ
ーム走査の回数ならびにレーザビームの輝度変調レベル
は任意に選ぶことができる。またこの実施例では、主走
査を回転多面鏡で行なったが、回転多面鏡によらずガル
バノミラ−によって行なう場合も実施１２− 例は全く同じでよく、第５図の（す）に示されるような
ミラー駆動波形を用いることで実現できる。さらに、実
質的に同一ドツトを２回ビームで照射するドツト重ねに
より階調を得たが、これをこ限ることなく同−画素内に
照射するのであれば特にドツトを重ねなくてもよい。

（ホ）発明の詳細 な説明したように、本発明においては、ビームを複数回
走査することにより、１ラインの情報記録を行なうよう
にしたので、階調記録を行なうのにビームの輝度変調の
レベル数を増す必要がなく、従って感光体のダイナミッ
クレンジに左右されず細かい階調の記録が可能裔こなる
。

また、特開昭５６−１５３３３１号公報で提案されたよ
うな基本画像周波数より相当高い周波数の高周波パルス
は用いないので、そのための回路構成は不要でコスト上
でも有利である。

本発明によれば、ビーム走査回数と輝度変調レベルの数
とを適当に選んで組合せることにより任意の階調が得ら
れるので回路構成上ではビ−ム変調器に与える階調制御
信号をアナログ化するためのＤ／Ａコンバータの設計上
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るビーム記録装置の光学走査機構の
概略線図、第２図および第３図は本発明によるビーム記
録装置における情報記録方法を説明する説明図、第４図
は本発明によるビーム記録装置の階調制御回路の一実施
例のブロック線図、第５図は第４図に示した階調制御回
路の各部における信号のタイムチャートである。 １・・・レーザ装置　４・・・音響光学変調器６・・・
ドライバ　８・・・回転多面鏡１０・・・感光体ドラム
　１０ａ・・・感光面１５・・・補正テーブル　１６・
・・加算器１７・・・データマルチプレクサ　１８・・
・ラッチ回路２０°°°変調器　２１・・°Ｄ−フリッ
プフロップ２２・・・モノステーブルマルチバイブレー
タ２３　、２４・・・ＡＮＤゲート 特許出願人　小西六写真工業株式会社 代理人弁理土鈴木弘男 １５− Ａ２Ｑ− ○○○

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録すべき画像情報の階調データ昏こ基づいてビームの
   輝度を変調するビーム変調手段と、該ビーム変調手段に
   より変調されたビームを像保持手段上の同一ライン上で
   複数Ｂ走査することにより同一画素を複数回照射可能と
   するビーム走査手段と、ビーム走査により前記像保持手
   段上に形成された画像情報を可視化して記録する記録手
   段とを有することを特徴とするビーム記録装置。