JP2000326550A - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents
露光装置および画像形成装置Info
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- JP2000326550A JP2000326550A JP13670099A JP13670099A JP2000326550A JP 2000326550 A JP2000326550 A JP 2000326550A JP 13670099 A JP13670099 A JP 13670099A JP 13670099 A JP13670099 A JP 13670099A JP 2000326550 A JP2000326550 A JP 2000326550A
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- propagation path
- exposure apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の大型化を招かずに光源アレイからの出
射光の光量制御を行え、これによって画質向上を図った
露光装置および画像形成装置を提供する。 【解決手段】 1つのレーザ素子2aから光ビーム3を
出射すると、その光ビーム3は、その一部は透過光3a
となって感光体101に照射され、残りが光学素子5の
境界で反射・散乱されて反射・散乱光3bとなり、光学
素子5の中を左右に伝播して第1および第2の受光素子
7A,7Bに到達する。露光量制御回路12は、第1お
よび第2の受光素子7A,7Bが検出した反射・散乱光
3bの光強度の対応する光量信号に基づいてレーザ素子
2aの駆動条件を制御する。
射光の光量制御を行え、これによって画質向上を図った
露光装置および画像形成装置を提供する。 【解決手段】 1つのレーザ素子2aから光ビーム3を
出射すると、その光ビーム3は、その一部は透過光3a
となって感光体101に照射され、残りが光学素子5の
境界で反射・散乱されて反射・散乱光3bとなり、光学
素子5の中を左右に伝播して第1および第2の受光素子
7A,7Bに到達する。露光量制御回路12は、第1お
よび第2の受光素子7A,7Bが検出した反射・散乱光
3bの光強度の対応する光量信号に基づいてレーザ素子
2aの駆動条件を制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録幅に対応して
複数の発光素子をアレイ状に配列した光源アレイを有
し、感光物質に光ビームを照射して記録を行う露光装置
および画像形成装置に関し、特に、装置の大型化を招か
ずに光源アレイからの出射光の光量制御を行え、これに
よって画質向上を図った露光装置および画像形成装置に
関する。
複数の発光素子をアレイ状に配列した光源アレイを有
し、感光物質に光ビームを照射して記録を行う露光装置
および画像形成装置に関し、特に、装置の大型化を招か
ずに光源アレイからの出射光の光量制御を行え、これに
よって画質向上を図った露光装置および画像形成装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】記録幅に対応して複数のLEDをアレイ
状に配列したLEDアレイからの光ビームを感光物質に
照射して記録を行う従来の露光装置としては、例えば、
特開平3−147860号公報に示されるものがある。
状に配列したLEDアレイからの光ビームを感光物質に
照射して記録を行う従来の露光装置としては、例えば、
特開平3−147860号公報に示されるものがある。
【0003】図9は、特開平3−147860号公報に
示された従来の露光装置を示す。この画像形成装置は、
LEDプリンタの印字光源となるLEDアレイ50と、
LEDアレイ50の長手方向に沿って移動可能に支持さ
れ、LEDアレイ50の各LEDの光量を検出する光セ
ンサ51と、光センサ51の検出結果に基づいてLED
アレイ50の各LEDの光量を補正する光量補正手段5
2とを備える。LEDアレイ50の各LEDの光量を検
出し、この検出結果に基づいて各LEDの光量を補正す
ることにより、LEDアレイ50の各LEDの光量が一
定となり、均一な印字画像が得られる。
示された従来の露光装置を示す。この画像形成装置は、
LEDプリンタの印字光源となるLEDアレイ50と、
LEDアレイ50の長手方向に沿って移動可能に支持さ
れ、LEDアレイ50の各LEDの光量を検出する光セ
ンサ51と、光センサ51の検出結果に基づいてLED
アレイ50の各LEDの光量を補正する光量補正手段5
2とを備える。LEDアレイ50の各LEDの光量を検
出し、この検出結果に基づいて各LEDの光量を補正す
ることにより、LEDアレイ50の各LEDの光量が一
定となり、均一な印字画像が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の露光装
置によると、光センサ51をLEDアレイ50の長手方
向に沿って移動させる移動機構が必要となることから、
装置が大型化するという問題がある。また、光センサ5
1を移動させずに各LEDからの出射光を検出できるよ
うに光センサ51をLEDアレイ50とほぼ同じ大きさ
の半透明な素子にしたとすると、装置が大型になるだけ
でなく、光センサの各素子の特性の均一に保つことが困
難になり、安定した光量補正が行えないという問題を招
く。
置によると、光センサ51をLEDアレイ50の長手方
向に沿って移動させる移動機構が必要となることから、
装置が大型化するという問題がある。また、光センサ5
1を移動させずに各LEDからの出射光を検出できるよ
うに光センサ51をLEDアレイ50とほぼ同じ大きさ
の半透明な素子にしたとすると、装置が大型になるだけ
でなく、光センサの各素子の特性の均一に保つことが困
難になり、安定した光量補正が行えないという問題を招
く。
【0005】従って、本発明の目的は、装置の大型化を
招かずに光源アレイからの出射光の光量制御を行え、こ
れによって画質向上を図った露光装置および画像形成装
置を提供することにある。
招かずに光源アレイからの出射光の光量制御を行え、こ
れによって画質向上を図った露光装置および画像形成装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、所定の記録幅に対応して主走査方向にアレ
イ状に配列された複数の発光素子を有し、画像信号に応
じて変調された複数の光ビームを前記複数の発光素子か
ら出射する光源アレイと、前記複数の発光素子から出射
される前記複数の光ビームが側面から同時に入射し得る
伝搬路を有し、前記伝搬路の前記側面から入射した前記
光ビームを前記側面と対向する面から透過させるととも
に、前記光ビームが入射した際に前記伝搬路内で発生す
る反射・散乱光を前記伝搬路の端部に伝搬させる透過・
伝搬手段と、前記伝搬路の前記端部に設けられ、前記反
射・散乱光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の
前記反射・散乱光の検出値に基づいて前記複数の発光素
子の駆動条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする露光装置を提供する。上記構成によれば、光源ア
レイの長手方向(主走査方向)に沿って透過・伝搬手段
を配置することが可能になり、装置が小型になる。光検
出手段の反射・散乱光の検出値に基づいて複数の発光素
子の駆動条件を制御することにより、画質が向上する。
成するため、所定の記録幅に対応して主走査方向にアレ
イ状に配列された複数の発光素子を有し、画像信号に応
じて変調された複数の光ビームを前記複数の発光素子か
ら出射する光源アレイと、前記複数の発光素子から出射
される前記複数の光ビームが側面から同時に入射し得る
伝搬路を有し、前記伝搬路の前記側面から入射した前記
光ビームを前記側面と対向する面から透過させるととも
に、前記光ビームが入射した際に前記伝搬路内で発生す
る反射・散乱光を前記伝搬路の端部に伝搬させる透過・
伝搬手段と、前記伝搬路の前記端部に設けられ、前記反
射・散乱光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の
前記反射・散乱光の検出値に基づいて前記複数の発光素
子の駆動条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする露光装置を提供する。上記構成によれば、光源ア
レイの長手方向(主走査方向)に沿って透過・伝搬手段
を配置することが可能になり、装置が小型になる。光検
出手段の反射・散乱光の検出値に基づいて複数の発光素
子の駆動条件を制御することにより、画質が向上する。
【0007】本発明は、上記目的を達成するため、所定
の記録幅に対応して主走査方向にアレイ状に配列された
複数の発光素子を有し、画像信号に応じて変調された複
数の光ビームを前記複数の発光素子から出射する光源ア
レイと、前記複数の発光素子から出射される前記複数の
光ビームが側面から同時に入射し得る伝搬路を有し、前
記伝搬路の前記側面から入射した前記光ビームを前記側
面と対向する面から透過させるとともに、前記光ビーム
が入射した際に前記伝搬路内で発生する反射・散乱光を
前記伝搬路の端部に伝搬させる透過・伝搬手段と、前記
伝搬路の前記端部に設けられ、前記反射・散乱光を検出
する光検出手段と、前記光検出手段の前記反射・散乱光
の検出値に基づいて前記複数の発光素子の駆動条件を制
御する制御手段と、前記複数の発光素子から出射された
前記複数の光ビームによって露光され、記副走査方向に
移動することによって表面に静電潜像が形成される感光
体とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供す
る。上記構成のよれば、光源アレイの長手方向(主走査
方向)に沿って透過・伝搬手段を配置することが可能に
なり、装置が小型になる。光検出手段の反射・散乱光の
検出値に基づいて複数の発光素子の駆動条件を制御する
ことにより、画質が向上する。
の記録幅に対応して主走査方向にアレイ状に配列された
複数の発光素子を有し、画像信号に応じて変調された複
数の光ビームを前記複数の発光素子から出射する光源ア
レイと、前記複数の発光素子から出射される前記複数の
光ビームが側面から同時に入射し得る伝搬路を有し、前
記伝搬路の前記側面から入射した前記光ビームを前記側
面と対向する面から透過させるとともに、前記光ビーム
が入射した際に前記伝搬路内で発生する反射・散乱光を
前記伝搬路の端部に伝搬させる透過・伝搬手段と、前記
伝搬路の前記端部に設けられ、前記反射・散乱光を検出
する光検出手段と、前記光検出手段の前記反射・散乱光
の検出値に基づいて前記複数の発光素子の駆動条件を制
御する制御手段と、前記複数の発光素子から出射された
前記複数の光ビームによって露光され、記副走査方向に
移動することによって表面に静電潜像が形成される感光
体とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供す
る。上記構成のよれば、光源アレイの長手方向(主走査
方向)に沿って透過・伝搬手段を配置することが可能に
なり、装置が小型になる。光検出手段の反射・散乱光の
検出値に基づいて複数の発光素子の駆動条件を制御する
ことにより、画質が向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1(a),(b)は、本発明の
第1の実施の形態に係る画像形成装置を示す。この画像
形成装置100は、記録幅Lに対応して主走査方向Xに
1次元状に配列された複数のレーザ素子2aを備えたレ
ーザアレイ2から複数の光ビーム3を出射する露光装置
としてのプリントヘッド1と、プリントヘッド1から出
射された複数の光ビーム3によって露光され、副走査方
向Yに移動することによって表面に静電潜像が形成され
るドラム状の感光体101と、この装置100全体を制
御する図示しない全体制御部を有する。感光体101の
周囲には、帯電器、現像器、転写器等が設けられ、転写
器の前段には、給紙部が設けられ、また、その後段には
定着器、排紙部などが設けられている。なお、これらの
各ユニットは、説明上図示を省略する。
第1の実施の形態に係る画像形成装置を示す。この画像
形成装置100は、記録幅Lに対応して主走査方向Xに
1次元状に配列された複数のレーザ素子2aを備えたレ
ーザアレイ2から複数の光ビーム3を出射する露光装置
としてのプリントヘッド1と、プリントヘッド1から出
射された複数の光ビーム3によって露光され、副走査方
向Yに移動することによって表面に静電潜像が形成され
るドラム状の感光体101と、この装置100全体を制
御する図示しない全体制御部を有する。感光体101の
周囲には、帯電器、現像器、転写器等が設けられ、転写
器の前段には、給紙部が設けられ、また、その後段には
定着器、排紙部などが設けられている。なお、これらの
各ユニットは、説明上図示を省略する。
【0009】プリントヘッド1は、筐体4を有し、この
筐体4内に、レーザアレイ2と感光体101との間に配
置された透過・伝搬手段としての長尺状の光学素子5
と、レーザアレイ2を含む回路部品を実装する基板6を
配置し、光学素子5の両端に、レーザ素子2aの出射光
量を個別に検出する第1および第2の受光素子7A,7
Bを配置している。筐体4には、光学素子5を透過した
レーザ光3を通過させるための開口部4aを有してい
る。
筐体4内に、レーザアレイ2と感光体101との間に配
置された透過・伝搬手段としての長尺状の光学素子5
と、レーザアレイ2を含む回路部品を実装する基板6を
配置し、光学素子5の両端に、レーザ素子2aの出射光
量を個別に検出する第1および第2の受光素子7A,7
Bを配置している。筐体4には、光学素子5を透過した
レーザ光3を通過させるための開口部4aを有してい
る。
【0010】レーザアレイ2は、複数(例えば、6個)
のアレイチップ20(201 〜20 6 )からなり、各ア
レイチップ20は、複数(例えば、500〜1000
個)のレーザ素子2aからなる。レーザ素子2aは、例
えば、垂直共振器型面発光レーザーダイオード(VCS
EL)を用いる。このVCSELを用いることにより、
多数のレーザ素子2aを基板上に配列することが可能に
なる。
のアレイチップ20(201 〜20 6 )からなり、各ア
レイチップ20は、複数(例えば、500〜1000
個)のレーザ素子2aからなる。レーザ素子2aは、例
えば、垂直共振器型面発光レーザーダイオード(VCS
EL)を用いる。このVCSELを用いることにより、
多数のレーザ素子2aを基板上に配列することが可能に
なる。
【0011】光学素子5は、中心部(コア)5aと、中
心部5aより低い屈折率を有する周辺部(クラット)5
bとからなり、全てのレーザ素子2aから出射される全
ての光ビーム3を側面から同時に入射し得る長さの伝搬
路を備え、接着剤等によって筐体4の底部に固定されて
いる。この光学素子5は、副走査方向Yにおいて正のパ
ワーを有するアナモルフィック光学系、例えば、副走査
方向Yにのみ正のパワーを有する長尺円柱状のシリンド
リカルレンズを用いることができる。この副走査方向Y
にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズを用い
ることにより、レーザ素子2aから出射された光ビーム
3は、光学素子5を透過するときに屈折した透過光3a
となって感光体101上を照射する。感光体101上に
は、副走査方向Yに小径化した楕円状の光スポット30
が形成される。これにより、副走査方向Yの光スポット
30の密度が高くなって全体として分解能を向上させる
ことができる。また、中心部5aの屈折率を周辺部5b
よりも大きくすることにより、中心部5aと周辺部5b
との境界で発生した反射・散乱光を効率良く受光素子7
A,7Bに伝えることができる。このような屈折率分布
を有する円柱状のシリンドリカルレンズとしては、例え
ば、市販されている光ファイバーを用いて制作すること
ができ、これにより、非常に安価な光学系とすることが
できる。光ファイバーは、多種多様なものが市販されて
いるが、コアが極端に細いシングルモード光ファイバー
を除けば、使用することができる。中でも光LANに使
われる石英系プラスチッククラッドファイバーは、径
(直径200μm)が大きいので使い易く、また、屈折
率は、中心部5aでは1.458、周辺部5bでは中心
部5aより0.2〜1%小さく1.44〜1.456程
度を有する。
心部5aより低い屈折率を有する周辺部(クラット)5
bとからなり、全てのレーザ素子2aから出射される全
ての光ビーム3を側面から同時に入射し得る長さの伝搬
路を備え、接着剤等によって筐体4の底部に固定されて
いる。この光学素子5は、副走査方向Yにおいて正のパ
ワーを有するアナモルフィック光学系、例えば、副走査
方向Yにのみ正のパワーを有する長尺円柱状のシリンド
リカルレンズを用いることができる。この副走査方向Y
にのみ正のパワーを有するシリンドリカルレンズを用い
ることにより、レーザ素子2aから出射された光ビーム
3は、光学素子5を透過するときに屈折した透過光3a
となって感光体101上を照射する。感光体101上に
は、副走査方向Yに小径化した楕円状の光スポット30
が形成される。これにより、副走査方向Yの光スポット
30の密度が高くなって全体として分解能を向上させる
ことができる。また、中心部5aの屈折率を周辺部5b
よりも大きくすることにより、中心部5aと周辺部5b
との境界で発生した反射・散乱光を効率良く受光素子7
A,7Bに伝えることができる。このような屈折率分布
を有する円柱状のシリンドリカルレンズとしては、例え
ば、市販されている光ファイバーを用いて制作すること
ができ、これにより、非常に安価な光学系とすることが
できる。光ファイバーは、多種多様なものが市販されて
いるが、コアが極端に細いシングルモード光ファイバー
を除けば、使用することができる。中でも光LANに使
われる石英系プラスチッククラッドファイバーは、径
(直径200μm)が大きいので使い易く、また、屈折
率は、中心部5aでは1.458、周辺部5bでは中心
部5aより0.2〜1%小さく1.44〜1.456程
度を有する。
【0012】基板6上には、後述する画像メモリから読
み出された階調性を有する画像信号を処理して記録パタ
ーンに応じた記録信号を出力するコントロールLSI8
と、コントロールLSI8から記録信号を入力してアレ
イチップ201 〜206 のレーザ素子2aを駆動するた
めの駆動信号を出力する駆動LSI91 〜LSI96と
がそれぞれダイボンディングされて実装され、駆動LS
I91 〜LSI96 とアレイチップ201 〜206 とは
ボンディング用ワイヤー10によって接続されている。
また、基板6上には、外部との入出力を行うコネクター
等のインターフェイス手段(図示せず)等を実装してい
る。
み出された階調性を有する画像信号を処理して記録パタ
ーンに応じた記録信号を出力するコントロールLSI8
と、コントロールLSI8から記録信号を入力してアレ
イチップ201 〜206 のレーザ素子2aを駆動するた
めの駆動信号を出力する駆動LSI91 〜LSI96と
がそれぞれダイボンディングされて実装され、駆動LS
I91 〜LSI96 とアレイチップ201 〜206 とは
ボンディング用ワイヤー10によって接続されている。
また、基板6上には、外部との入出力を行うコネクター
等のインターフェイス手段(図示せず)等を実装してい
る。
【0013】第1および第2の受光素子7A,7Bは、
レーザ素子2aから出射したレーザ光3のうちの一部が
光学素子4の境界面で反射・散乱されたものを受光し、
その光強度を検出し、その光強度に対応した光量信号を
出力するものであり、例えば、フォトダイオード,CC
Dセンサー,フォトトランジスタ等の光電変換素子を用
いることができる。
レーザ素子2aから出射したレーザ光3のうちの一部が
光学素子4の境界面で反射・散乱されたものを受光し、
その光強度を検出し、その光強度に対応した光量信号を
出力するものであり、例えば、フォトダイオード,CC
Dセンサー,フォトトランジスタ等の光電変換素子を用
いることができる。
【0014】図2は、基板6上の実装状態を示す。基板
6上には、外部に設けられた後述する画像メモリと接続
されるコネクター11を実装している。レーザアレイ2
は、通常、半導体プロセスを用いてレーザ素子2aと、
これにエネルギーを注入するための配線などを形成して
作製する。但し、あまり大きなものは作製できないの
で、通常は、図2に示すように、複数のアレイチップ2
0を並べて記録領域をカバーできるように構成する。
6上には、外部に設けられた後述する画像メモリと接続
されるコネクター11を実装している。レーザアレイ2
は、通常、半導体プロセスを用いてレーザ素子2aと、
これにエネルギーを注入するための配線などを形成して
作製する。但し、あまり大きなものは作製できないの
で、通常は、図2に示すように、複数のアレイチップ2
0を並べて記録領域をカバーできるように構成する。
【0015】図3は、プリントヘッド1の制御系を示
す。このプリントヘッド1は、画像メモリ102からコ
ネクタ11を介して読み出された画像信号がコントロー
ルLSI8に入力するようになっており、第1および第
2の受光素子7A,7Bの検出信号に基づいてコントロ
ールLSI8に制御信号を出力する露光量制御回路12
を有する。
す。このプリントヘッド1は、画像メモリ102からコ
ネクタ11を介して読み出された画像信号がコントロー
ルLSI8に入力するようになっており、第1および第
2の受光素子7A,7Bの検出信号に基づいてコントロ
ールLSI8に制御信号を出力する露光量制御回路12
を有する。
【0016】露光量制御回路12は、第1および第2の
受光素子7A,7Bからの光量信号の平均値をレーザ素
子2a毎に記憶するメモリを備え、光量信号の平均値に
基づいてどのレーザ素子2aを光らせた時でも常に一定
の露光量になるように、また時間が経過したり気温が変
化しても常に一定の露光量になるように、露光量制御を
行うようになっている。
受光素子7A,7Bからの光量信号の平均値をレーザ素
子2a毎に記憶するメモリを備え、光量信号の平均値に
基づいてどのレーザ素子2aを光らせた時でも常に一定
の露光量になるように、また時間が経過したり気温が変
化しても常に一定の露光量になるように、露光量制御を
行うようになっている。
【0017】次に、本実施の形態の動作を説明する。所
定のタイミング、例えば、オペレータによって記録操作
が行われた際、図示しない全体制御部によって露光量補
正モードが実行され、引き続きノーマルモードが実行さ
れる。以下、その露光量補正モードおよびノーマルモー
ドについて説明する。
定のタイミング、例えば、オペレータによって記録操作
が行われた際、図示しない全体制御部によって露光量補
正モードが実行され、引き続きノーマルモードが実行さ
れる。以下、その露光量補正モードおよびノーマルモー
ドについて説明する。
【0018】(1)露光量補正モード
【0019】図4は、光学素子5の境界面で反射・散乱
された光が伝播する様子を模式的に示す。まず、露光量
制御回路12は、レーザアレイ2の一方の端、例えば、
最も左側の1つのレーザ素子2aだけを画像を印字する
のと同じ駆動条件で発光させる。レーザ素子2aから出
射された光ビーム3は、図4に示すように、その一部は
透過光3aとなって感光体101に照射され、残りが光
学素子5の境界で反射・散乱されて反射・散乱光3bと
なり、光学素子5の中を左右に伝播して第1および第2
の受光素子7A,7Bに到達する。第1および第2の受
光素子7A,7Bは、受光した反射・散乱光3bの光強
度に対応する光量信号を露光量制御回路12に出力す
る。露光量制御回路12は、第1および第2の受光素子
7A,7Bからそれぞれ出力された光量信号に基づいて
露光量をそれぞれ求め、各露光量を平均した露光量平均
値をメモリに保存する。次に、露光量制御回路12は、
左から2番目のレーザ素子2aを発光させながら露光量
を測定し記憶する。この手順を、全てのレーザ素子2a
に対し1つずつ順番に行い、全てのレーザ素子2aの露
光量を測定して記憶する。次に、露光量制御回路12
は、メモリに各レーザ素子2a毎に記憶されているの露
光量と基準となる基準露光量との差を求め、その差を示
す差信号をコントロールLSI8に出力する。コントロ
ールLSI8は、電流値メモリに記憶されている電流値
(初期状態では基準電流値)に露光量制御回路12から
の差信号に対応した補正電流値を加算する。このように
して露光量補正モードが終了する。
された光が伝播する様子を模式的に示す。まず、露光量
制御回路12は、レーザアレイ2の一方の端、例えば、
最も左側の1つのレーザ素子2aだけを画像を印字する
のと同じ駆動条件で発光させる。レーザ素子2aから出
射された光ビーム3は、図4に示すように、その一部は
透過光3aとなって感光体101に照射され、残りが光
学素子5の境界で反射・散乱されて反射・散乱光3bと
なり、光学素子5の中を左右に伝播して第1および第2
の受光素子7A,7Bに到達する。第1および第2の受
光素子7A,7Bは、受光した反射・散乱光3bの光強
度に対応する光量信号を露光量制御回路12に出力す
る。露光量制御回路12は、第1および第2の受光素子
7A,7Bからそれぞれ出力された光量信号に基づいて
露光量をそれぞれ求め、各露光量を平均した露光量平均
値をメモリに保存する。次に、露光量制御回路12は、
左から2番目のレーザ素子2aを発光させながら露光量
を測定し記憶する。この手順を、全てのレーザ素子2a
に対し1つずつ順番に行い、全てのレーザ素子2aの露
光量を測定して記憶する。次に、露光量制御回路12
は、メモリに各レーザ素子2a毎に記憶されているの露
光量と基準となる基準露光量との差を求め、その差を示
す差信号をコントロールLSI8に出力する。コントロ
ールLSI8は、電流値メモリに記憶されている電流値
(初期状態では基準電流値)に露光量制御回路12から
の差信号に対応した補正電流値を加算する。このように
して露光量補正モードが終了する。
【0020】(2)ノーマルモード 画像メモリ12から画像信号がコネクター11を介して
コントロールLSI8に出力されると、コントロールL
SI8は、階調情報を示す画像信号に基づいてパルス幅
メモリにパルス幅をレーザ素子2a毎に書き込む。例え
ば、階調が0(記録なし)のときはパルス幅0を、階調
が最高階調のときは最大長さのパルス幅をメモリに書き
込む。コントロールLSI8は、パルス幅メモリに記憶
されているパルス幅、および電流値メモリに記憶されて
いる電流値に対応する記録信号を各駆動LSI9に出力
する。駆動LSI9は、コントロールLSI8から記録
信号を入力してレーザアレイ2を駆動する駆動信号を出
力する。レーザアレイ2の各レーザ素子2aは、駆動L
SI9からの駆動信号に基づいてレーザ光を出射する。
各レーザ素子2aから出射された各レーザ光3は、光学
素子5にて透過光と拡散光に分離される。光学素子5を
透過したレーザ光3aは、感光体101上を露光する。
感光体101は、レーザ光3aによって露光されること
により、その表面に静電潜像が形成される。その後、静
電潜像は、現像器によってトナー現像され、そのトナー
像が転写器によって給紙部から供給された用紙上に転写
され、さらに定着器によって定着された後、用紙は排紙
部へと送られる。
コントロールLSI8に出力されると、コントロールL
SI8は、階調情報を示す画像信号に基づいてパルス幅
メモリにパルス幅をレーザ素子2a毎に書き込む。例え
ば、階調が0(記録なし)のときはパルス幅0を、階調
が最高階調のときは最大長さのパルス幅をメモリに書き
込む。コントロールLSI8は、パルス幅メモリに記憶
されているパルス幅、および電流値メモリに記憶されて
いる電流値に対応する記録信号を各駆動LSI9に出力
する。駆動LSI9は、コントロールLSI8から記録
信号を入力してレーザアレイ2を駆動する駆動信号を出
力する。レーザアレイ2の各レーザ素子2aは、駆動L
SI9からの駆動信号に基づいてレーザ光を出射する。
各レーザ素子2aから出射された各レーザ光3は、光学
素子5にて透過光と拡散光に分離される。光学素子5を
透過したレーザ光3aは、感光体101上を露光する。
感光体101は、レーザ光3aによって露光されること
により、その表面に静電潜像が形成される。その後、静
電潜像は、現像器によってトナー現像され、そのトナー
像が転写器によって給紙部から供給された用紙上に転写
され、さらに定着器によって定着された後、用紙は排紙
部へと送られる。
【0021】上述した実施の形態によれば、光学素子5
の両端に配置した第1および第2の受光素子7A,7B
の出力信号の平均値をモニターしているので、受光素子
5が反射・散乱光3cを伝播する効率が悪く、レーザ素
子2aの位置により受光素子5を伝播する距離が異なる
ために受光量むらが発生する場合でも、良好にこの受光
むらを補正することができる。レーザ素子2aの発光量
を個別に検出できるので、レーザ素子2a毎に発光量が
ばらついてもその発光量を補正することができる。ま
た、副走査方向Yの光ビームをある程度小径化できるの
で、副走査方向Yの光スポット30の密度が高くなって
全体として分解能を向上させることができる。また、レ
ーザ素子2aの発光光量を検出する受光素子を副走査方
向Yに移動させる機構が不要であるので、プリンタヘッ
ド1が小型になる。また、レーザアレイ2と光学素子5
を近接させて配置でき、さらに、感光体101に対して
プリンタヘッド1を近接させて配置できるので、画像形
成装置100の小型化が図れる。また、光学素子5とし
て市販の光ファイバーを利用できるので、安価な光学系
とすることができる。また、光学系は、1つのシリンド
リカルレンズしか用いていないので、プリンタヘッド1
の消費電力が小さくなる。これは、光学系がシリンドリ
カルレンズ1枚であり、光学系の透過率が高く、発光さ
れたエネルギーの殆どが感光体101に到達するので、
レーザアレイ2を駆動するのに要するエネルギーも少な
いことによる。
の両端に配置した第1および第2の受光素子7A,7B
の出力信号の平均値をモニターしているので、受光素子
5が反射・散乱光3cを伝播する効率が悪く、レーザ素
子2aの位置により受光素子5を伝播する距離が異なる
ために受光量むらが発生する場合でも、良好にこの受光
むらを補正することができる。レーザ素子2aの発光量
を個別に検出できるので、レーザ素子2a毎に発光量が
ばらついてもその発光量を補正することができる。ま
た、副走査方向Yの光ビームをある程度小径化できるの
で、副走査方向Yの光スポット30の密度が高くなって
全体として分解能を向上させることができる。また、レ
ーザ素子2aの発光光量を検出する受光素子を副走査方
向Yに移動させる機構が不要であるので、プリンタヘッ
ド1が小型になる。また、レーザアレイ2と光学素子5
を近接させて配置でき、さらに、感光体101に対して
プリンタヘッド1を近接させて配置できるので、画像形
成装置100の小型化が図れる。また、光学素子5とし
て市販の光ファイバーを利用できるので、安価な光学系
とすることができる。また、光学系は、1つのシリンド
リカルレンズしか用いていないので、プリンタヘッド1
の消費電力が小さくなる。これは、光学系がシリンドリ
カルレンズ1枚であり、光学系の透過率が高く、発光さ
れたエネルギーの殆どが感光体101に到達するので、
レーザアレイ2を駆動するのに要するエネルギーも少な
いことによる。
【0022】図5は、本発明の第2の実施の形態に係る
光学素子を示す。この第2の実施の形態の光学素子5
は、かまぼこ状のシリンドリカルレンズを用いたもので
ある。これにより、レーザアレイ2と感光体101との
距離Hを短くでき、小型化を図ることができる。
光学素子を示す。この第2の実施の形態の光学素子5
は、かまぼこ状のシリンドリカルレンズを用いたもので
ある。これにより、レーザアレイ2と感光体101との
距離Hを短くでき、小型化を図ることができる。
【0023】図6は、本発明の第3の実施の形態に係る
光学素子を示す。この第3の実施の形態のは、レーザア
レイ2と感光体101との間に、副走査方向Yにのみパ
ワーを有する複数の光学素子5A,5B,5Cを配置し
たものである。これにより、レーザアレイ2と感光体1
01との距離Hを長くでき、静電破壊による基板上の回
路部品の誤動作や破損を防止できる。この場合、いずれ
か1つ、あるいは複数、あるいは全ての光学素子5A,
5B,5Cを用いて光量検出を行ってもよい。
光学素子を示す。この第3の実施の形態のは、レーザア
レイ2と感光体101との間に、副走査方向Yにのみパ
ワーを有する複数の光学素子5A,5B,5Cを配置し
たものである。これにより、レーザアレイ2と感光体1
01との距離Hを長くでき、静電破壊による基板上の回
路部品の誤動作や破損を防止できる。この場合、いずれ
か1つ、あるいは複数、あるいは全ての光学素子5A,
5B,5Cを用いて光量検出を行ってもよい。
【0024】図7は、本発明の第4の実施の形態に係る
画像形成装置を示す。この第4の実施の形態は、レーザ
アレイ2と光学素子5の間にマイクロレンズアレイ13
を配置したものである。これにより、光ビーム3の発散
角を小さくできるので、レーザアレイ2と感光体101
との距離Hを長くでき、静電破壊による基板上の回路部
品の誤動作や破損を防止できる。
画像形成装置を示す。この第4の実施の形態は、レーザ
アレイ2と光学素子5の間にマイクロレンズアレイ13
を配置したものである。これにより、光ビーム3の発散
角を小さくできるので、レーザアレイ2と感光体101
との距離Hを長くでき、静電破壊による基板上の回路部
品の誤動作や破損を防止できる。
【0025】
【実施例】図8は、実際の光ビームの広がり方を光線追
跡により求めた一例を示す。なお、同図において、光学
素子5のレンズ表面は、副走査方向から見た状態を示
す。レンズ表面は、実際は円であるがグラフの縦軸を拡
大して表示したため、楕円で表示されている。光学素子
5は、光LANに使用され、直径200μmの石英系プ
ラスチッククラッドファイバーを用い、このファイバー
をレーザ素子から150μmの位置に配置した。この屈
折率は、中心部も周辺部も1.5とした。図8のレーザ
素子からの光ビームの広がりは、波長780nmと仮定
した場合を示し、ニアフィールドパターン(Near Field
Pattern)の直径(NFP径)は10μmとした。レーザ
素子から出射されたNFP径10μmの光ビームは、約
5.6deg.で広がるので、レーザ素子から150μ
m離れた位置に直径200μmのシリンドリカルレンズ
を置くと、光ビームはビームの広がりは、主走査方向X
で15μmとなり、副走査方向Yで16μmとなり、5
80μmの位置では光ビームは15μm×50μmの楕
円になる。この場所に感光体101を置くと、15μm
×50μmのビームで画像を記録できるので、副走査方
向Yの記録密度が向上し、高画質が期待できる。
跡により求めた一例を示す。なお、同図において、光学
素子5のレンズ表面は、副走査方向から見た状態を示
す。レンズ表面は、実際は円であるがグラフの縦軸を拡
大して表示したため、楕円で表示されている。光学素子
5は、光LANに使用され、直径200μmの石英系プ
ラスチッククラッドファイバーを用い、このファイバー
をレーザ素子から150μmの位置に配置した。この屈
折率は、中心部も周辺部も1.5とした。図8のレーザ
素子からの光ビームの広がりは、波長780nmと仮定
した場合を示し、ニアフィールドパターン(Near Field
Pattern)の直径(NFP径)は10μmとした。レーザ
素子から出射されたNFP径10μmの光ビームは、約
5.6deg.で広がるので、レーザ素子から150μ
m離れた位置に直径200μmのシリンドリカルレンズ
を置くと、光ビームはビームの広がりは、主走査方向X
で15μmとなり、副走査方向Yで16μmとなり、5
80μmの位置では光ビームは15μm×50μmの楕
円になる。この場所に感光体101を置くと、15μm
×50μmのビームで画像を記録できるので、副走査方
向Yの記録密度が向上し、高画質が期待できる。
【0026】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々に変形実施が可能である。例えば、上記実施
の形態および実施例では、光源アレイとしてレーザアレ
イを用いた場合について説明したが、LEDアレイや蛍
光アレイを用いてもよい。また、上記実施の形態では、
光源アレイとして面発光レーザ素子を1次元アレイ状に
配列した面発光レーザアレイについて説明したが、発光
素子を2次元アレイ状に配列した光源アレイを用いても
よく、また、端面発光レーザアレイを用いてもよい。
れず、種々に変形実施が可能である。例えば、上記実施
の形態および実施例では、光源アレイとしてレーザアレ
イを用いた場合について説明したが、LEDアレイや蛍
光アレイを用いてもよい。また、上記実施の形態では、
光源アレイとして面発光レーザ素子を1次元アレイ状に
配列した面発光レーザアレイについて説明したが、発光
素子を2次元アレイ状に配列した光源アレイを用いても
よく、また、端面発光レーザアレイを用いてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、光
源アレイの長手方向(主走査方向)に沿って透過・伝搬
手段を配置することが可能になり、装置の小型化が図れ
る。また、光検出手段の反射・散乱光の検出値に基づい
て複数の発光素子の駆動条件を制御することにより、画
質向上が図れる。
源アレイの長手方向(主走査方向)に沿って透過・伝搬
手段を配置することが可能になり、装置の小型化が図れ
る。また、光検出手段の反射・散乱光の検出値に基づい
て複数の発光素子の駆動条件を制御することにより、画
質向上が図れる。
【図1】(a),(b)は本発明の第1の実施の形態に
係る画像形成装置を示す図
係る画像形成装置を示す図
【図2】第1の実施の形態における基板上の実装状態を
示す図
示す図
【図3】第1の実施の形態のプリントヘッドの制御系を
示すブロック図
示すブロック図
【図4】第1の実施の形態における光量検出の動作を示
す模式図
す模式図
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る光学素子を示
す図
す図
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る光学素子を示
す図
す図
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る画像形成装置
を示す図
を示す図
【図8】本発明の実施例を示す。
【図9】従来の露光装置を示す図
1 プリントヘッド 2 レーザアレイ 2a レーザ素子 3 光ビーム 3a 透過光 3b 反射・散乱光 4 筐体 4a 開口部 5,5A,5B,5C 光学素子 5a 中心部 5b 周辺部 6 基板 7A,7B 受光素子 8 コントロールLSI 91 〜96 駆動LSI 10 ワイヤーボンディング 11 コネクター 12 露光量制御回路 13 マイクロレンズアレイ 20,201 〜206 アレイチップ 30 光スポット 100 画像形成装置 101 感光体 102 画像メモリ H レーザアレイと感光体との距離 L 記録幅 X 主走査方向 Y 副走査方向
フロントページの続き Fターム(参考) 2C162 AE21 AE28 AE47 AF13 AF20 AF23 AF72 AF84 FA04 FA17 FA18 FA19 FA20 FA44 FA46 FA48 FA50 5C051 AA02 CA07 DB21 DB22 DB25 DB29 DB30 DC02 DC04 DC05 DC07 DE30 5F041 AA47 CB22 EE01 EE11 FF13
Claims (12)
- 【請求項1】所定の記録幅に対応して主走査方向にアレ
イ状に配列された複数の発光素子を有し、画像信号に応
じて変調された複数の光ビームを前記複数の発光素子か
ら出射する光源アレイと、 前記複数の発光素子から出射される前記複数の光ビーム
が側面から同時に入射し得る伝搬路を有し、前記伝搬路
の前記側面から入射した前記光ビームを前記側面と対向
する面から透過させるとともに、前記光ビームが入射し
た際に前記伝搬路内で発生する反射・散乱光を前記伝搬
路の端部に伝搬させる透過・伝搬手段と、 前記伝搬路の前記端部に設けられ、前記反射・散乱光を
検出する光検出手段と、 前記光検出手段の前記反射・散乱光の検出値に基づいて
前記複数の発光素子の駆動条件を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項2】前記光検出手段は、前記伝搬路の両方の前
記端部に設けられた一対の光検出手段であり、 前記制御手段は、前記一対の光検出手段から得られる一
対の前記検出値の平均値に基づいて前記駆動条件を制御
する構成の請求項1記載の露光装置。 - 【請求項3】前記制御手段は、前記複数の発光素子を1
つずつ順次駆動し、 前記光検出手段は、順次駆動された1つの前記発光素子
毎に前記反射・散乱光を検出する構成の請求項1記載の
露光装置。 - 【請求項4】前記透過・伝搬手段は、副走査方向におい
て正のパワーを有するアナモルフィック光学系を備えた
構成の請求項1記載の露光装置。 - 【請求項5】前記アナモルフィック光学系は、前記伝搬
路を兼ねた構成の請求項4記載の露光装置。 - 【請求項6】前記伝搬路は、シリンドリカルレンズであ
ることを特徴とする請求項5記載の露光装置。 - 【請求項7】前記伝搬路は、所定の屈折率を有する中央
部と、前記所定の屈折率より低い屈折率を有する周辺部
を備えた構成の請求項5記載の露光装置。 - 【請求項8】前記伝搬路は、断面円形状を有する構成の
請求項7記載の露光装置。 - 【請求項9】前記伝搬路は、光ファイバーである構成の
請求項7記載の露光装置。 - 【請求項10】前記透過・伝搬手段は、前記発光素子か
ら出射される前記光ビームの出射方向に沿って前記主走
査方向に平行に配置された複数の前記伝搬路を備え、 前記光検出手段は、前記複数の伝搬路のうちの1つある
いは複数の前記伝搬路の前記端部に配置された1つある
いは複数の前記光検出手段である構成の請求項1記載の
露光装置。 - 【請求項11】前記透過・伝搬手段は、前記複数の発光
素子に対応して前記光源アレイと前記伝搬路との間に配
置された複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズ
アレイを備えたことを特徴とする請求項1記載の露光装
置。 - 【請求項12】所定の記録幅に対応して主走査方向にア
レイ状に配列された複数の発光素子を有し、画像信号に
応じて変調された複数の光ビームを前記複数の発光素子
から出射する光源アレイと、 前記複数の発光素子から出射される前記複数の光ビーム
が側面から同時に入射し得る伝搬路を有し、前記伝搬路
の前記側面から入射した前記光ビームを前記側面と対向
する面から透過させるとともに、前記光ビームが入射し
た際に前記伝搬路内で発生する反射・散乱光を前記伝搬
路の端部に伝搬させる透過・伝搬手段と、 前記伝搬路の前記端部に設けられ、前記反射・散乱光を
検出する光検出手段と、 前記光検出手段の前記反射・散乱光の検出値に基づいて
前記複数の発光素子の駆動条件を制御する制御手段と、 前記複数の発光素子から出射された前記複数の光ビーム
によって露光され、副走査方向に移動することによって
表面に静電潜像が形成される感光体とを備えたことを特
徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13670099A JP2000326550A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 露光装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13670099A JP2000326550A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 露光装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000326550A true JP2000326550A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=15181446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13670099A Pending JP2000326550A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 露光装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000326550A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008276242A (ja) * | 2001-03-13 | 2008-11-13 | Heidelberger Druckmas Ag | 版露光装置 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP13670099A patent/JP2000326550A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008276242A (ja) * | 2001-03-13 | 2008-11-13 | Heidelberger Druckmas Ag | 版露光装置 |
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