JPS6031167A - 画像記録方法 - Google Patents

画像記録方法

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JPS6031167A
JPS6031167A JP58139473A JP13947383A JPS6031167A JP S6031167 A JPS6031167 A JP S6031167A JP 58139473 A JP58139473 A JP 58139473A JP 13947383 A JP13947383 A JP 13947383A JP S6031167 A JPS6031167 A JP S6031167A
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JP
Japan
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laser beam
scanning line
laser
photoreceptor
spot diameter
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JP58139473A
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English (en)
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Masaharu Okubo
大久保 正晴
Yasumasa Otsuka
康正 大塚
Atsushi Asai
淳 浅井
Yoshihiro Murasawa
芳博 村澤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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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】 本発明は、レーザービームで感光体を走査し、画像を記
録する方法に関する。
従来、レーザービームプリンターは、変調されたレーザ
ービームをコリメーターレンズで平行光となし、このレ
ーザービームを回転している回転多面鏡により繰り返し
反射走査させ、この反射されたレーザービームをf−θ
レンズを介して感光体上に照射し、走査して画像を形成
していた。この変調されたレーザービームの照射により
形成された感光体上の各走査線間の密度、即ち走査線密
度は、同一のレーザービームプリンターで異なったもの
はなく、一般的に同一のレーザービームプリンターで一
種類の走査線密度を持つものが市販されている。
現在、一般的に普及しているレーザービームプリンター
の走査線密度は240ドツト/インチの他に300ドツ
ト/インチが多くなってきている。この他にも、ファク
シミリ等に適用されるレーザービームプリンターの走査
線密度は200ドツト/インチや400ドツト/インチ
のものが必要とされている。従って、これらの種々の走
査線密度に応じたレーザービームプリンターを製造する
場合、各仕様に応じて個々バラバラにレーザービームプ
リンターを製造していたのでは、レーザービームプリン
ターの価格自体が高価なものとなり実用的でなくなる。
従って、これらのレーザービームプリンターを製造する
場合、レーザービームプリンター自体の製造価格の低減
化を図るために、レーザービームプリンターに用いる部
品の価格の低減化を図ることが必要とされる。そのため
に、各仕様、即ち各界なった走査線密度を有するレーザ
ービームプリンターを製造する場合、なるべく共通な部
品、たとえばレーザービームプリンターに用いる光学系
の回転多面鏡やf−θレンズ及び半導体レーザーや半導
体レーザーを変調するための変調回路や電源等の共通部
品を最大限に利用することが必要とされる。
しかし、これらの共通部品を最大限利用して製造したレ
ーザービームプリンターであっても、レーザービームプ
リンターの走査線密度に応じて感光体への記録に寄与す
るレーザービームスポットの径(有効ビームスポット径
とも称す。)を適正なものにして記録しないと、レーザ
ービームプリンターによりプリントアウトされた画像が
不鮮明なものとなる。従って、レーザービームプリンタ
ーの走査線密度に応じて感光体へのレーザービームスポ
ット径を適正なものにする必要があり、たとえば、走査
線密度が240ドツト/インチのレーザービームプリン
ターの記録に寄与する有効レーザービームスポット径は
、約110〜120μmが適当であり、同じ<300ド
ツト/インチのレーザービームプリンターの記録に寄与
する有効レーザービームスポット径は、約90〜100
μmが適当である。
本発明は上記の点に鑑み、上記不都合を改良するために
なされたもので、レーザービームの感光体への走査線密
度に応じてレーザービームの感光体への記録に寄与する
有効ビームスポット径を適当に設定するようにして画像
記録を行ない、鮮明な画像なうる画像記録方法を提供す
ることを目的とする。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の画像記録方法を説明するための一実施
例の断面図で、1Lはコンピュータ、ワードプロセッサ
、ファクシミリ送信機等からの被記録画像情報信号に対
応して点滅変調される半導体レーザーである。レーザー
1Lの発振したレーザービーム2はモータ1Dにより回
転駆動される多面鏡1Sに入射し、この多面鏡1Sの回
転により偏向走査される。このビーム2は周知のf−θ
レンズ等の結像レンズ1Fを通過後、ミラー1Mによっ
て反射され、矢印方向に回転する電子写、真感光体ドラ
ム3上にスポット状に結像され、ドラム3をその回転方
向と略垂直な方向に繰り返し走査する。
後述するように、この感光ドラム3上に形成されたこの
光スポットの記録に寄与する有効スポット径は感光ドラ
ム乙の回転速度と多面鏡1Sの回転速度とによって決定
される走査線密度によって適当に決められている。たと
えば、走査線密度が240ドツト/インチの場合、有効
スポット径は約110〜120μmの範囲内に、また、
それが300ドツト/インチの場合、有効スポット径は
約90〜100μmの範囲内にある。
半導体レーザー1Lは発振波長が通常770〜800n
mの範囲内であり、ドラム乙の周面に設けた感光体とし
てはこの波長に感度のある感光体、例えば金属フタロシ
アニン系有機光導電体やセレン系光導電体、アモルファ
スシリコン等を用いるとよい。
4は帯電器であり、有機光導電体等に被覆された感光ド
ラム3上に一様帯電を行う。本実施例では感光化帯電を
さらに均一に行うため、及び感光ドラム上の電位を安定
にするために、感光ドラムと一定の距離を保って、帯電
器のコロナ放電電極とドラムの間にグリッド17を設け
ている。後述のようにこのグリッド17は電気的に接地
された電圧発生部材に連結されており、コロナ放電電流
が流れるとグリッドに一定電圧が印加されてドラムに印
加されるコロナ放電流量を制御し、感光ドラムの表面電
位を制御するように構成されている。
この帯電器4によって帯電された感光ドラム6は、前述
の被記録情報信号に対応して変調されたレーザービーム
2によって走査され、静電潜像が形成される。この実施
例ではトナーの付着すべき部分、即ち顕像化される部分
をレーザービームで照射する、いわゆるイメージスキャ
ン方式を用いている。
なぜなら、イメージスキャン方式はパックグラウンドス
キャン方式に較べて画質が鮮明であり、かつレーザーの
発光時間が少なくてすみ、半導体レーザーの寿命に対し
有利であるからである。
この静電潜像は次の現像器5によってトナーにより顕像
化される。
一方積載台S l::のシー)Pは、給送ローラ6と感
光ドラム6」−の画像と同期するようタイミングをとっ
て回転するレジストローラ7によって、ドラム6」−に
送り込まれる。そして、転写帯電器8によって感光ドラ
ム3上のトナー像は、シー)P上に転写される。その後
、分離手段9aによってドラム3から分離されたシー)
Pは、ガイド9によって定着装置10に導かれシー)P
上のトナー像が定着された後に、排出ローラ11により
トレイ12上に排出される。
一方、転写後、ドラム乙の表面に残留したトナーはクリ
ーニング器16で除去され、次に前露光光源16により
一様に露光される。光源16により露光されることによ
りドラム3は除電され、ゴースト現象の発生を防止等す
る。光源16としてはへロゲンランプ、白熱球、LED
等が使用できる。光源16の光をドラム6に均一に導く
為に、光学繊維やシリンドリカルレンズ等を使用しても
よい。いずれにせよ、この前露光後、ドラム6は帯電器
4により帯電される。
ここで、本実施例では、ドラム6、帯電器4゜現像器5
.クリーニング器13は枠体14a内に収納され、プロ
セスカートリッジ14を構成している。第2図に示すよ
うにこのカートリッジ14は電子写真本体Cに対して抜
き差し自在、即ち着脱自在に設けられており、本体に装
填する際には本体側に設けたガイド15にプロセスカー
トリッジ14の枠体14aの摺動部14bが係合して案
内される。これにより、感光体ドラムの寿命等を目安に
して使用済みカートリッジ14を新品カートリッジ14
と交換することができる。
尚、カートリッジ14の枠体14aにはレーザービーム
2が通過する開口18と、光源16からの前露光光が通
過する開口19が設けられており、ビーム2及び前露光
光は夫々開口18.19を通過後、ドラム乙に入射する
尚、また前記IL、Is、ID、IF、IMを備えたビ
ーム走査系、光露光光源16、転写帯電器8.S、6,
7.9a、9,10,11.12を備えた転写紙搬送系
は本体C側に設けられている。そして前記帯電器4及び
又は現像器5及び又はクリーニング器もカートリッジ1
4内ではなく本体C側に設けてもよい。
第6図は第1図装置に用いる感光体の感度に対応する感
光体上のレーザービームスポットの有効ビームスポット
径の関係を示したグラフであり、横軸にレーザービーム
スポットの中心からの位置を、縦軸に各位置に対応する
レーザービームのビーム強度を示したものである。図に
於て、レーザービームの波長は780 nmのものを使
用したものとし、高感度感光体ではビーム強度がdl 
以上の部分のビームスポット(記録に寄与する有効ビー
ムスポット)が鮮明な画像記録に必要な感光体の明部電
位vLを得ることができる。また、標準感度感光体では
、画像記録に必要な感光体の明部電位■、を得ることの
できるビームパワーの閾値はd2であり、低感度感光体
のそれではd3である。
a及びbは、走査線密度が240ドツト/インチのレー
ザービームプリンターと、同じ<300ドツト/インチ
のレーザービームプリンターの夫々の感光体上に形成さ
れるレーザービームスポットの記録に寄与する有効ビー
ムスポット径を夫々あられしている。従って、aは約1
10〜120μmの範囲内の寸法が適当であり、bは約
90〜100μmの範囲内の寸法が適当である。
曲線CI + 02 、 C/は感光体の上記3種類の
感度に対応して有効ビームスポット径a(走査線密度は
240ドツト/インチである。)を得るためのビーム強
度の分布曲線を夫々示している。また、曲線C,、C2
,C3は感光体の上記3種類の感度に対応して有効ビー
ムスポット径b(走査線密度は300ドツト/インチで
ある。)を得るためのビーム強度の分布曲線を夫々示し
ている。曲線C,、C,’は高感度感光体用のビーム強
度の分布曲線を示し、曲線”21 C2は標準感度感光
体用のビーム強度の分布曲線を示し、曲線c3+ Ca
は低感度感光体用のビーム強度の分布曲線を示している
たとえば、第1図に示した装置において、半導体レーザ
ー1Lとして波長780 nmのレーザービームな発す
るものを用い、感光ドラム6として標準感度のものを用
い、感光ドラム6へのレーザービーム2の走査線密度が
240ドツト/インチとなるように多面鏡1Sと感光ド
ラム乙の回転速度が設定されるならば、レーザービーム
2の感光ドラム3への記録に寄与する有効ビームスポッ
ト径は第3図に示したaである。従って、このような有
効ビームスポット径によって感光ドラム3が走査された
後、上述のように現像、転写、定着が行なわれて記録材
に顕画された場合、この画像を形成しているドツトが丁
度適当な大きさで密集しているため鮮明な画像となる。
従って、第6図に示すように標準感度感光体では、この
感光体に形成されたレーザービームスポットの内、有効
ビームスポットの領域を決定するビームパワーの閾値は
d2だから、閾値42以上のビーム強度を有し、しかも
その径がaとなるのは曲線C:である。故に、第1図に
示したレーザービーム2のビームパワーの分布曲線が弓
になるように半導体レーザー1Lの電流制限用の抵抗を
組み込んでおいて、第1図で上記せるように画像形成を
行なえば鮮明な画像をプリントアウトすることができる
なお、第6図からも明らかな通り、半導体レーザーのレ
ーザービームのビーム強度を変えることにより、種々の
感度の感光体や走査線密度を組みあわせた仕様を有する
種々のレーザービームプリンターに対応することが可能
なことがわかるであろう。後述するように、レーザービ
ームプリンターの各仕様に応じてレーザービームのビー
ム強度を、用いる半導体レーザーの電流制限用の抵抗を
適当なものを用いることにより適当なものとして、この
レーザービームの感光体への適当な有効ビームスポット
径で走査することにより常に鮮明な画像をうろことがで
きる。
ここで、ビーム強度c、 l c21 c、l c1′
l c、 。
CIのレーザービームの強度を積分したビームパワー(
μ、r/m)としての値を夫々IC,、IC2,IC3
゜IC1’ 、 IC2′、 IC3’とすると、IC
,及び■C! は夫々IC2及び工C!の値の約10%
〜20%増の値を示し、IC1及びICI′は夫々IC
2及びIC2′の値の約10%〜20%減ノ値ヲ示ス。
マタ、IC1′、IC!、ICxハ夫々IC,、IC,
、IC,の値の約5〜10%増の値を示している。
第4図で2−Oa 、 21 a 、 22a 、 2
3a 。
24aは第1,2図の電子写真装置本体C内に設けたマ
イクロスイッ’P(MS)であり、20a・2i&が感
光体の感度に対応したレーザービームパワー調節用に使
用される。また20b 、 21 bはカートリッジ1
4の枠体14aに、カートリッジ14内に収納した感光
体乙の感度に対応して接着剤等で取り付けられることも
あるカムである。
上記感光体が前記高感度感光体であればカム20bが、
前記標準感度感光体であればカム21bが、13− 枠体14aに固着され、低感度感光体であればカム20
b、2ibとも枠体14aには設けられない。而してカ
ム20b、又は21bが枠体14aに設けられた場合、
カートリッジ14を本体C内の所定の位置に差し込みセ
ットすれば、カム20bはMS20gを、カム21bは
MS 21aを作動(ON)させるものである。
第5図において、マイクロスイッチMS20a。
21aからの信号は論理回路38に印加される。
この論理回路はインバータ、アンドゲートを適宜組合わ
せ、MS 20aがONの時第1信号を、MS21aが
ONの時第2信号を、M 820 a 、 M S21
&がともにOFFの時第3信号を形成できる周知のもの
でよい。而して回路68からの信号は電源40から前露
光光源16へ印加する電圧レベルを切替えるレベル切替
回路41に印加される。回路41は第1.第2.第3信
号に応じて、光源16へ印加する電圧を低、中、高と切
替え、感光体前露光光量を小、中、大と切替える。
一方、前記第1.第2.第3信号はレーザー半導体1L
を駆動する為の電源39の出力レベルを切替えるレベル
切替回路42にも印加される。回路42は第1.第2.
第3信号に応じて電源69からの電流を低、中、高と切
替える。
ここで、レベル切替回路42により半導体レーザー1L
の駆動電流をその感光体の感度に応じて切替えられるが
、この切替のみによって第1図にも示した半導体レーザ
ー1Lから出力されるレーザービーム2の感光ドラム6
への記録に寄与する有効ビームスポット径をこのレーザ
ービームプリンター固有の走査線密度に応じた大きさに
設定することができない。
そこで、レベル調節回路43の抵抗を走査線密度に応じ
て適宜選択してレーザービームプリンターに取りつけれ
ば、所要の有効ビームスポット径を形成するレーザービ
ームな半導体レーザー1Lは発することができる。
たとえば、半導体レーザー1Lは波長780 nmのレ
ーザービームな出力するものを使い、感光ドラム6とし
ての感光体としては第6図で上述した標準感度のものを
用いるものとし、製造するレーザービームプリンターの
固有の走査線密度は夫々240ドツト/インチと300
ドント/インチの2種類があるものとする。
第2図乃至第5図で上記したように、標準感度感光体の
感光ドラムを用いたカートリッジ14を本体C内の所定
の位置に差し込みセットすれば、カム21bによりMS
21aがオンし、カム21bはカートリッジ14に取り
つけられていないのでM820aはオフ状態を持続する
。これによって、論理回路68を介してレベル切替回路
42は中レベルの電流を許容するように切替えられる。
この時、レベル調節回路43に用いられている抵抗は抵
抗値RIlの標準抵抗であり、この標準抵抗の抵抗値R
8より高い抵抗値R8の高抵抗を用いれば、中レベルよ
り若干低いレベルの電流が駆動回路44を介して半導体
レーザー1Lに流れ、この半導体レーザー1Lからレー
ザービーム2は第1図に示した多面鏡1Sと結像レンズ
1Fとミラー1Mを介して感光ドラム乙に至り、この時
のレーザービームのビーム強度分布は第6図の曲線C2
のようになる。この時の、有効ビームスポット径はbで
あり、走査線密度300ドツト/インチのレーザービー
ムプリンターに適する。また上記標準抵抗の抵抗値R1
1より低い抵抗値R1の低抵抗を用いれば、中レベルよ
り若干高いレベルの電流が駆動回路44を介して半導体
レーザー1Lに流れ、この時上記と同じく感光ドラム乙
に至るレーザービームの強度分布は第3図の曲線C,′
のようになる。
この時の有効ビームスポット径はaであり、走査線密度
240ドツト/インチのレーザービームプリンターに適
する。
このような抵抗値R□の抵抗と抵抗値RLの抵抗とを使
いわけて、カートリッジ14を本体C内に組み込む前、
製造するレーザービームプリンターの固有の走査線密度
に応じた抵抗をレベル調節回路43に組み込めばよい。
たとえば、製造するレーザービームプリンター固有の走
査線密度が300ドツト/インチの時には抵抗値Rff
の抵抗を、また、これの走査線密度が240ドツト/イ
ンチの時には抵抗値RLの抵抗を夫々第5図に示したレ
ベル調節回路46に組み込めばよい。また、画定査線密
度の2種類のレーザービームプリンターが組立てライン
に流れている時には、上記高抵抗と低抵抗の一端同士を
共通に接続し、他端をどちらか一方にスイッチングする
スイッチに接続し、これら抵抗とスイッチをプリント配
線基板上で一体にしたものをレベル調節回路46として
組み込み、当該レーザービームプリンターの固有の走査
線密度に応じてスイッチを切り替えて所定の抵抗を組み
込めばよい。
なお、標準感度感光体ばかりでなく高感度感光体及び低
感度感光体に対しても、標準感度感光体の場合と同様に
して標準抵抗に対し高抵抗及び低抵抗のものを走査線密
度に応じてレベル調節回路46に組み込めば、第1図に
示したレーザービームプリンターのレーザービーム2が
感光ドラム3を走査する時、有効ビームスポット径は上
述したように適宜なものになっているので高鮮明度の画
像をプリントアウトすることができる。また、高感度感
光体や低感度感光体に対しても使用する高抵抗及び低抵
抗の抵抗値が夫々R,IとRLとして共通部品として用
いることができるようにレベル切替回路42のレベルを
調節しておけば、レベル調節回路43に用いる抵抗は感
光体の感度に依存せず、走査線密度のみに依存するので
、なおさら好ましく製造し易いレーザービームプリンタ
ーとなる。
なお、カートリッジ14は、上記のようにレベル調節回
路46に組み込んだ後に本体Cに組み込むものとする。
尚、レーザー1Lは上記の如く選択されたレベル電流を
用いて、前記被記録情報信号源45により駆動回路44
を介して点滅変調されるものである。
尚、上記の例ではカートリッジ内の感光体が低感度感光
体である場合、カム20b 、21 bの双方とも設け
なかったが、逆に2つのカムを両方とも設けてもよい。
また以−ヒの実施例では感光体を走査するレーザービー
ムの強度に応じて感光体に形成される有効ビームスポッ
ト径をレーザーへの印加電流を調整することで調整した
が、感光体の感度に対応した複数の減光フィルターの組
と走査線密度に対応した複数の減光フィルターの組とを
、感光体感度及び走査線密度に対応して適宜組合わせて
ビーム光路内に配置し、第6図に示した走査線密度と感
光体感度とに対応する強度分布のレーザービームで感光
体を走査し、所定の明部電位を形成する、走査線密度に
応じた有効ビームスポット径の有効ビームスポットが得
られるようにしてもよい。
尚、上記実施例では、第6図で強度分布かがウス型分布
をなしているが、この形は特に重要なものでなく、走査
線密度に応じた有効ビームスポット径の有効ビームスポ
ットを形成するものならばどのようなものでもよい。
尚、上記実施例では、電子写真装置本体に取りつけられ
たマイクロスイッチを、カートリッジについているカム
で押してレーザーの光量を第1次選択したが(但し、第
2次選択はレベル調節回路の抵抗の選択で行なう。)、
マイクロスイッチの代わりにフォトインターラブターで
もよい。
また、何も感光体の種類を複数としなくてもよく、更に
カートリッジにしなくても単一の感光体を電子写真装置
本体に固定して組み込んだものであってもよい。その場
合、第5図に示したMg20a。
MS2i&、論理回路68.レベル切替回路41゜42
は不要であり、レベル切替回路41.42に所要の電流
レベルを出す抵抗を接続しておけばよい。勿論、走査線
密度に応じてレベル調節回路46用の抵抗を適宜選択し
て組み込むものである。
なお、上記実施例では780 nmの波長のレーザービ
ームな出す半導体レーザーについてふれたが、780 
nmより長波長のレーザービームを発する半導体レーザ
ーを用いる場合、同一の走査線密度、即ち同一の有効ビ
ームスポット径を形成するのに、より高いビームパワー
を有するので、この場合も半導体レーザーに流す電流レ
ベルを走査密度に応じて適当に選択してやる必要がある
また、上記実施例の他にもレーザービームの有効ビーム
スポット径を走査密度に応じて適当に設定する方法とし
て半導体レーザーから射出するレーザービームを集光し
、平行光にするコリメーターレンズの直後にスリットを
入れ、このコリメーターレンズ直後の平行光のスポット
径を変えることによって感光体面での有効ビームスポッ
ト径を変えて設定する方式でもよい。即ち、コリメータ
ーレンズ直後のスポット径を小さくすると、感光体面で
の有効ビームスポット径は大きくなり、コリメーターレ
ンズ直後のスポット径が大きければドラム面での有効ビ
ームスポット径は小さくなる。
従って、300ドツト/インチの場合はスリットを設け
ず、240ドツト/インチの場合、コリメーターレンズ
直後にスリットを配置し、感光体面での有効ビームスポ
ット径を大きくする。この方法はレーザー光量に充分余
裕がある場合にしか用いることができないが、レーザー
光量を増やさずに有効ビームスポット径を増やすことが
できるために、ペタ黒部を均一に照射できると共に、ラ
イン部での太りを極力押さえることができるようになっ
た。
以」−1本発明について詳述したように、走査線密度に
応じて記録に寄与する有効ビームスポット径が適当に形
成されるよう半導体レーザーの光量あるいは光学系の組
合せを適当にすることにより、感光体は走査線密度に応
じた適当な有効ビームスポット径でレーザービームによ
り画像情報に応じて露光されるので、これを現像、転写
、定着すれば鮮明な画像をプリントアウトして得られる
ことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための一実施例の断面
図、第2図は第1図のカートリッジの外観説明図、第6
図は感光体感度とレーザービーム強度の説明図、第4図
は本発明の詳細な説明する実施例に使用するカートリッ
ジの説明図、第5図は本発明の詳細な説明するための一
実施例の制御系の説明図である。 1Lは半導体レーザー、1Sは回転多面鏡、3は感光体
ドラム、14はカートリッジ、20a〜24aはマイク
ロスイッチ、20b〜24bはカム、42はレベル切替
回路、43はレベル調節回路である。 特許出願人 キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 画像信号に応じて変調されたレーザービームを感光体に
    走査し、これにより該感光体に形成された静電潜像を現
    像し、この現像した現像粉体像を転写材に転写し、この
    後これを定着して画像を記録する方法に於て、該感光体
    の記録に寄与する該レーザービームの有効ビームスポッ
    ト径を該感光体を走査する固有の走査線密度に適したも
    のとし、該感光体を露光走査することを特徴とする画像
    記録方法。
JP58139473A 1983-08-01 1983-08-01 画像記録方法 Pending JPS6031167A (ja)

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JP58139473A JPS6031167A (ja) 1983-08-01 1983-08-01 画像記録方法

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JP58139473A JPS6031167A (ja) 1983-08-01 1983-08-01 画像記録方法

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Cited By (2)

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