JP2002273939A

JP2002273939A - 露光装置

Info

Publication number: JP2002273939A
Application number: JP2001079258A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Osawa; 康宏大澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真プロセスにおける光量と解像度間の
トレードオフ関係を改善する。【解決手段】形成のための露光を、照射エネルギが感
光ドラム１５の感光エネルギのしきい値以下であバイア
ス光１８による均一露光プロセスと、スポット光１７に
よる像形成のためのスポット露光プロセスとの、２段階
で構成し、バイアス光１８とスポット光１７の照射エネ
ルギを合わせると感光ドラム１５のしきい値を超える構
成としている。このように均一露光プロセスを設けるこ
とは、見かけ上は感光ドラム１５の不感帯をなくすこと
に相当するので、高精細なために光量の小さい光書き込
み系でも確実に露光できて、光量と解像度のトレードオ
フ関係を改善できたことになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いたレーザプリンタやＬＥＤ（Light Emitting dio
de）プリンタ、あるいは、複写機等における露光装置に
係わり、特に、光量と解像度間のトレードオフ関係を改
善するのに好適な露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いた光プリンタ
は、これまで画像の精細さや高速出力の用途などによく
用いられてきている。そのような光プリンタとしては、
レーザプリンタやＬＥＤプリンタ（ＬＥＤアレイプリン
タ）などの方式がある。

【０００３】近年、光プリンタに要求される機能として
は、大きくカラー化と高精細化が挙げられる。特に高精
細化に関しては、画像の書込み分解能として６００−１
２００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）が普通になって
きており、さらに高精細が望まれている。以下、ＬＥＤ
プリンタを例として露光プロセスの説明を行なう。

【０００４】尚、ＬＥＤアレイ素子を用いた光プリンタ
であるＬＥＤプリンタは、レーザラスタ方式の光プリン
タ（レーザプリンタ）に比較して、振動や熱による光学
系の変形に強いメリットがある。

【０００５】図６は、従来の光プリンタの書き込み系の
感光ドラムと光学系部分の構成を示す側断面図である。

【０００６】図６に示すように、ＬＥＤアレイ光源６１
から発した光６２は、等倍結像光学系６３を経由して、
等倍結像光学系６３の視野内に入射した光だけが感光ド
ラム６４に集光し感光面を露光する。

【０００７】ＬＥＤプリンタの画像をさらに高精細化す
る場合に必要なことは、光源であるＬＥＤアレイ光源６
１の発光点の大きさを小さくし、等倍結像光学系６３の
解像度を上げることである。光量の問題はあるものの、
ＬＥＤの発光点のサイズは、ＬＳＩで用いられるトラン
ジスタ等の素子サイズに比べて大きいので、今後もまだ
小さくする余地はある。

【０００８】例えば、１２００ｄｐｉの出力が可能な微
小サイズのＬＥＤが、「日経エレクトロニクス１９９
７５−５（ｎｏ６８８）」（１９９７年、日経ＢＰ社
発行）の第１２９−１３６頁における手島実、佐藤浩明
による「１２００ｄｐｉの解像度を実現する発光ダイオ
ード・プリンタ」に記載されている。

【０００９】一方、等倍結像光学系６３の解像度につい
ても、視野や焦点深度をある程度犠牲にすれば、今後も
高精細化が可能である。例えば、レンズ口径を狭くした
屈折率分布型レンズアレイが、金子昌史による「高精細
画像用等倍レンズアレイ」（Macoroptics News, vol.
１５, no.２, １９９７）の第２１−２６頁に記載され
ている。

【００１０】これらの技術に共通していることは、光量
（像面での明るさ）と解像度のトレードオフ関係が存在
することである。このトレードオフ関係を改善するため
に、ＬＥＤ自体の発光量を増大させる工夫や、明るさを
保ったまま収差を減らして結像性能を上げる結像光学系
の工夫が行われているが、まだ問題を抱えており、簡単
に解決できるものではない。

【００１１】このような光源や結像光学系の改善による
技術とは別に、例えば、片岡裕之著「ページ・プリンタ
の解像度をあげる技術−TrueRes」（１９９６年、Inter
face, Jan.／Feb.）のpp.８４−８６に記載のように、
感光プロセスの改善で高精細化することも行われてい
る。

【００１２】この技術では、感光体のしきい特性を利用
して、複数のガウス型の光ビームを多重に重ねて、ある
程度任意の照度プロファイルを形成し、ピークが感光体
のしきいを超す程度にすれば、微細な感光スポットを形
成できるため、高精細化は可能である。ただし、ビーム
を多重に重ねるというプロセスを経るので、露光プロセ
スが複雑になる。

【００１３】この露光プロセスを簡略化した露光装置
が、例えば、特開平１０−２５０１４４号公報に提案さ
れている。この技術を図７を用いて説明する。

【００１４】図７は、従来の露光装置の簡略化した露光
プロセス例を示す説明図である。

【００１５】特開平１０−２５０１４４号公報に技術で
は、ＬＥＤプリンタの露光において、感光ドラムの像形
成位置７３を中心に通常潜像７１を形成すれば、通常の
露光プロセスと同じで、この位置に潜像が形成される。
この時、隣接するＬＥＤの発光の重なりによって感光体
の潜像形成のしきい値を超えるように「弱発光」させる
ことで、像形成位置の中間に擬似潜像７２が形成され、
見かけの記録密度をあげることができる。

【００１６】この技術では、ＬＥＤの発光の弱い露光の
重なりを逆用して、事実上、通常露光を行なったかのよ
うに感光体の感光しきい値を超させて潜像を形成する試
みである。しかし、一般的には光像のプロファイルの広
がりは、光照射により生成された光キャリアの拡散で潜
像がぼけるため、望ましいものとはみなされない。

【００１７】高精細に像を書込むためには、通常潜像の
大きさを小さくして生成される潜像の大きさを小さくす
ることが必要である。しかし、光キャリアの拡散がある
ために、拡散による光キャリアの損失を見込んで、通
常、潜像を形成するビームのピーク強度を上げることが
必要になる。

【００１８】つまり、せっかく小さな領域に光照射を行
なっても、その周辺の照度も同時に照度が上がって感光
体の感光しきい値を超してしまい、擬似潜像のような状
況が起こって、小さなドットを形成しにくいという問題
が発生する。これは露光するドット径が小さくなり、光
キャリアの拡散長がドット径に比べて無視できなくなる
ため、より高精細な潜像形成を行なうに従って問題とな
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、光量と解像度間のトレードオフ
関係を改善することができない点である。

【００２０】本発明の目的は、これら従来技術の課題を
解決し、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタやＬ
ＥＤプリンタ、あるいは、複写機等の性能を向上させる
ことを可能とする露光装置提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の露光装置は、光を放射する露光光源と、光
源から放射された光を結像する結像光学系と、その光を
照射し潜像を形成する感光体を含む電子写真プロセスに
おいて、潜像形成のための露光を、照射エネルギが感
光体の感光エネルギのしきい値以下であバイアス光によ
る均一露光プロセスと、スポット光による像形成のた
めのスポット露光プロセスとの、２段階で構成し、バイ
アス光とスポット光の照射エネルギを合わせると感光体
のしきい値を超える構成としている。このように均一露
光プロセスを設けることは、見かけ上は感光体の不感帯
をなくすことに相当するので、高精細なために光量の小
さい光書き込み系（スポット光）でも確実に露光でき
て、光量と解像度のトレードオフ関係を改善できたこと
になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１は、本発明に係わる露光
装置の第１の構成例を示す側断面図であり、図２は、図
１におけるＬＥＤ基板の構成例を示す上面図、図３は、
図１における結像光学系の評価を行う際の構成例を示す
側断面図である。

【００２３】図１において、１０はＬＥＤ基板、１１は
スポット光形成用ＬＥＤ、１２はバイアス光形成用ＬＥ
Ｄ、１４は等倍結像素子、１５は感光ドラム、１６は筐
体、１７はスポット光、１８はバイアス光である。

【００２４】このような構成により、本例の露光装置で
は、潜像形成のための露光を、照射エネルギが感光ドラ
ム１５の感光エネルギのしきい値以下のバイアス光１８
により均一に露光する均一露光プロセスと、スポット光
１７による像形成のためのスポット露光プロセスとの２
段階で構成し、バイアス光１８とスポット光１７の照射
エネルギを合わせると感光ドラム１５のしきい値を超え
る構成としている。

【００２５】このように、バイアス光１８による均一露
光プロセスを設けることは、見かけ上は感光ドラム１５
の不感帯をなくすことに相当するので、高精細なために
光量の小さい光書き込み系（スポット光１７）でも確実
に露光できて、光量と解像度のトレードオフ関係を改善
できる。

【００２６】すなわち、従来、このような露光プロセス
においては、感光ドラム１５の上に形成された結像通り
に潜像が形成されるわけではなく、感光ドラム１５から
生成された光キャリアが潜像として形成される。そし
て、現実にはキャリアの拡散が生じるため、理想的な点
像を形成できても、キャリア拡散のために拡散長程度の
大きさに潜像が広がって形成される。

【００２７】従って、スポット光だけで潜像を形成する
場合は、キャリア拡散で投入する光が実質無駄になる分
を考慮し、感光ドラム１５の潜像形成しきい値を上回る
ために、結像に必要以上の光エネルギ投入することにな
る。このために、潜像が結像より広がってしまい、高精
細な潜像を形成できない。

【００２８】しかし、本例のように、２段階で露光を行
い、予め均一光でキャリアを生成させて、実質、感光体
の不感帯をなくすことで、潜像を形成しない部分（均一
露光部分）に対する、潜像を形成する部分（均一露光と
スポット露光を重ねた部分）の光生成のキャリア濃度差
を少なくし、キャリア拡散の駆動力を減らすことができ
る。

【００２９】これにより、光キャリアの拡散量が小さ
く、即ち潜像の広がりが少なくなり、同時に、潜像形成
のための光エネルギは必要最低限で良くなる。その結
果、スポット光１７だけで潜像形成するよりも、高精細
な潜像を感光ドラム１５面に生成できる。

【００３０】以下、構成の詳細を説明する。

【００３１】本例では、光源にはＬＥＤアレイを用い、
また、等倍結像素子１４（等倍結像光学系）として日本
板硝子社製のレンズアレイＳＬＡ１２を用いる。スポッ
ト光１７の形成とバイアス光（均一光）１８の形成に
は、同じＬＥＤチップに２種類の発光体を組み込んだＬ
ＥＤ素子を用いる。このＬＥＤアレイ素子の製造は、通
常のＬＥＤアレイの製造手法で行なえるので、ここでは
特に発光部の配置について、図２を用いて説明する。

【００３２】図２に示すように、ＬＥＤ基板１０の上
に、亜鉛拡散でスポット光形成用ＬＥＤ１１とバイアス
光形成用ＬＥＤ１２となるｐｎ接合を形成し、それぞれ
のＬＥＤから個別の電極パッド１３を引き出している。

【００３３】スポット光形成用ＬＥＤ１１は通常のＬＥ
Ｄアレイと同じで、例えば６００ｄｐｉであれば４２.
３μｍ（マイクロ・メータ）ピッチで１５μｍ角の発光
領域がアレイ状に配置されている。一方のバイアス光形
成用ＬＥＤ１２は、８個のスポット光形成用ＬＥＤ１１
毎に１つ設けられており、大きさは１０μｍ×３３５μ
ｍである。

【００３４】このように、バイアス光形成用ＬＥＤ１２
を、８個分のスポット光形成用ＬＥＤ１１幅のサイズと
することにより、感光ドラム１５上に照射するバイアス
光１８の光量を一様にする制御が容易となる。

【００３５】図１においては、このような構成のＬＥＤ
基板１０を、等倍結像素子１４と組み合わせるために筐
体１６へ接着し、図示されない駆動ＩＣで個別にＬＥＤ
を点灯できるように配線を行なう。

【００３６】バイアス光形成用ＬＥＤ１２から放射され
たバイアス光１８と、スポット光形成用ＬＥＤ１１から
放射されたスポット光１７は、等倍結像素子１４である
レンズアレイを経由し、感光ドラム１５の上に結像す
る。

【００３７】本例の結像光学系（等倍結像素子１４）で
は２０μｍ程度の微小な像を形成できるが、光伝達効率
は１％なので、非常に伝達効率が低い。

【００３８】結像光学系が高精細の結像ができるかどう
かの評価基準には、２次元ＣＣＤ（Charge-Coupled Dev
ices）アレイで結像を受光させて、半値全幅の３倍以内
の受光範囲で受光光量が飽和するかを検査する。理由
は、ＬＥＤ露光ヘッドのＬＥＤ光量むら検査系と同じ光
学系で実現できるからである。

【００３９】通常は、図１の感光ドラム１５の位置に受
光素子を１つ置いて、スポット光形成用ＬＥＤ１１のＬ
ＥＤを点灯させることで、各ＬＥＤの光量のばらつきを
測定し、光量を補正する工程を経る。

【００４０】本例では、図３に示すようにして、図１の
感光ドラム１５の位置に２次元ＣＣＤアレイ１９を置
き、この２次元ＣＣＤアレイ１９内の光の分布を測定す
ることで、結像の広がりが大きい露光装置を不良品とし
て除去することができる。

【００４１】また、図３に示す構成において、バイアス
光形成用ＬＥＤ１２からの光の分布を測定することもで
きる。この場合、図２で説明したようにバイアス光形成
用ＬＥＤ１２は、一つではなく、幾つかに（スポット光
形成用ＬＥＤ１１の１／８）分割しているので、それぞ
れの２次元ＣＣＤアレイ１９内の光の分布の測定結果に
基づき、個別にその光量を調整することができる。これ
により、例えば、感光ドラム１５の幅方向の感度ムラや
特性の変化に容易に対応することができる。

【００４２】図１における感光ドラム１５には有機感光
体であるＯＰＣ（Organic Photo Conductor）が成膜し
てあり、本例では、１ドット当たり２０ｐＪ（ピコ・ジ
ュール）の光エネルギ投入で潜像が形成されはじめ、４
０ｐＪで飽和する特性である。

【００４３】バイアス光として１ドットあたり１０ｐ
Ｊ、バイアス光形成用ＬＥＤ１２から１つ当たり８０ｐ
Ｊ（８×１０ｐＪ）の均一光照射を行ないながら、同時
にスポット光として１ドットあたり３０ｐＪの光エネル
ギをスポット光形成用ＬＥＤ１１から光照射を行なう。

【００４４】ＯＰＣ上で光生成されたキャリアは拡散で
広がるので、理想的に４０ｐＪの点像で照射しても、潜
像が飽和するほど形成されるわけではない。しかし、本
例のように、予め均一なバイアス光１８でキャリアを生
成しておけば、スポット光と合成することでＯＰＣの潜
像しきいを超えて、微小な潜像を形成できる。このよう
に、本例では２段階で潜像を形成するので、ＯＰＣのキ
ャリア拡散があっても微小な潜像を形成することができ
る。

【００４５】次に、図４を用いて他の露光装置の構成を
説明する。

【００４６】図４は、本発明に係る露光装置の第２の構
成例を示す側断面図である。

【００４７】図４に示す例では、スポット光１７の生成
には、半導体レーザ２０とポリンゴンミラー２１および
ｆθレンズ２２からなるレーザラスター走査系を用い、
均一光（バイアス光１８）の生成には、ＬＥＤアレイ光
源（ＬＥＤ線状光源２３）を用いており、スポット光１
７の生成手段は図１の例と異なるが、潜像形成機構は全
く同じである。

【００４８】半導体レーザ２０からの光は、ポリゴンミ
ラー２１で走査され、fθレンズ２２で結像位置を調整
されて、感光ドラム１５上にスポット光１７として照射
される。

【００４９】また、均一露光を行なうバイアス光１８の
光源は、ＬＥＤ線状光源２３を用いている。これは、バ
イアス光１８の光量が少なくて良いこと、および、ＬＥ
Ｄ線状光源２３はコンパクトで低コストであるためであ
る。

【００５０】本例においては、結像光学系が高精細の結
像ができるかどうかは、fθレンズ２２透過後の結像ビ
ームを測定し、半値全幅内に全光エネルギの半分が集中
しているかどうかで判別する。

【００５１】レーザラスター系は単一のfθレンズ２２
で結像を形成するので、図１の例における等倍結像素子
１４のようなレンズアレイで結像を形成するよりも、滑
らかな光量プロファイル変動を示すので、例えば、走査
面内の１０点程度で結像ビーム形状を測定する程度で、
十分に、その善し悪しを判断できる。

【００５２】このような構成によっても、本例の露光装
置では、図１〜図３で説明した動作と同様にして、感光
ドラム１５でキャリア拡散があっても微小な潜像を形成
することができる。

【００５３】このように、図１および図４に示す構成の
露光装置では、露光光源として、感光ドラム１５全面を
照射するバイアス光源（バイアス光形成用ＬＥＤ１２）
と、ドット形成のためのスポット光源（スポット光形成
用ＬＥＤ１１）とで個別に構成している。これは、バイ
アス光源は均一に感光ドラム１５面を照射することが必
要で、一方、スポット光源はいかに小さな領域を照射で
きるかが問題になるので、１つの光源で両方の光源を兼
用することが難しく、そのために、２つの露光形態に対
応させて光源を２つ配置している。

【００５４】また、本例の露光装置においては、結像光
学系（等倍結像素子１４、ポリゴンミラー２１およびｆ
θレンズ２２）の光エネルギの転送特性が以下の制限を
持つ構成にしている。

【００５５】すなわち、点光源を結像光学系で集光し、
１辺Ｌの矩形の受光器を用いて受光するとして、この受
光器で受光されたエネルギＰが飽和するＬの大きさが、
点光源の結像の照度分布の半値全幅Ｗの３倍以内である
制限を持つ構成にしている。

【００５６】これは、結像光学系で結像された光エネル
ギの広がり具合を規定するものであるが、通常考慮され
る、最大ピーク近傍の光量プロファイルではなく、その
周辺に広がる望ましくない照射光について規定してい
る。

【００５７】例えば、日本板硝子社製の等倍結像素子で
あるＳＬＡ２０とＳＬＡ１２の２つを比較すると、ＳＬ
Ａ２０は光エネルギの伝達効率は高く、ＳＬＡ１２は伝
達効率が低い。しかし、ＬＥＤ１ドットの発光を結像さ
せると、ピーク近傍での照度はＳＬＡ１２の方がＳＬＡ
２０より高い。これは、ＳＬＡ２０は収差が大きいため
に背景光となる結像周辺の光を主に伝達しているためで
ある。

【００５８】本例のように、ＳＬＡ１２とＳＬＡ２０に
対して、矩形の受光器のサイズを横軸、受光された光パ
ワーを縦軸にとってグラフを書くと、図５のようにな
る。

【００５９】図５は、等倍結像素子（受光器）のサイズ
と受光パワーの関連例を示す説明図である。

【００６０】ＳＬＡ１２では受光サイズとともに受光パ
ワーが飽和するので光が広がっていないことがわかる
が、ＳＬＡ２０では、受光パワーをＰ、受光器の１辺を
Ｓｉｚｅ、比例係数をＫとすると、矩形の受光器の１辺
（Ｓｉｚｅ）に対して受光パワーＰが飽和するまでの特
性は、「Ｐ＝Ｋ・Ｓｉｚｅ^（０.６）」（「^」は累
乗）となっており、結像以外の、背景光を増やすだけの
無駄な光エネルギを伝達している様子がわかる。

【００６１】このような伝達特性では、高精細の像、例
えば２０〜３０μｍの半値幅の像を形成するのに望まし
くない。実験的には、受光器で受光されたエネルギＰが
飽和する受光器サイズＬの大きさが、点光源の結像の照
度分布の半値全幅Ｗの３倍以内であれば、像ぼけの少な
い概ね良好な画像を形成できることがわかっている。

【００６２】半値全幅Ｗは所望の解像度から決まるの
で、結像光学系の光学性能は、受光器サイズが半値全幅
Ｗの時の光量に対して、受光パワーが飽和する受光器サ
イズＬが、半値全幅Ｗの３倍以下になる条件を満たすこ
とが必要となる。

【００６３】尚、上述の内容は、特定のレンズ系につい
て言及しているわけではなく、他の光学系についても同
じ事が言える。

【００６４】また、本例の露光装置では、結像光学系の
光エネルギの転送特性が以下の制限、即ち、点光源を結
像させた時に結像光学系が転送可能な全光エネルギの１
／２以上が、点光源の結像の照度分布の半値全幅Ｗ以内
に集中している構成とする。

【００６５】これは、プロファイルの半値全幅と結像光
学系で伝達される光エネルギの関係を規定しており、注
目している点は、いかに結像周辺の光を減らすかであ
り、結像そのものがどのような詳細形状をしているか
（結像の光プログラムファイル）ではない。

【００６６】この規定も、上述の図５で説明した規定と
同様に、実験的に、結像のプロファイルの半値全幅以内
に全光エネルギの１／２以上が集中すれば、線の太り細
りのない概ね良好な画が作像できることから求めてい
る。

【００６７】この規定と、上述の図５で説明した規定の
両方の条件を満たせる露光装置が望ましいが、片方のみ
満たしても大幅に画像が劣化することはない。

【００６８】また、図１に示した露光装置では、ドット
形成（スポット光）の露光光源として、ＬＥＤからなる
発光体アレイを用いているが、ＬＣ（液晶）などからな
る光シャッターアレイ等を用いる構成とすることもでき
る。このように、発光体アレイや光シャッターアレイを
用いる構成とし、結像光学系に等倍結像光学系を用いる
構成とすることにより、電子写真プロセス機構をコンパ
クトに作りやすく、例えば、タンデム型カラーエンジン
への利用に適する。

【００６９】また、図４に示した露光装置では、ドット
形成の露光光源としてレーザあるいはレーザアレイの半
導体レーザ２０を用い、光走査系としてポリゴンミラー
２１、結像光学系としてfθレンズ２２を用いている
が、光走査系としてホログラフィックスキャナあるいは
光音響素子を用い、また、結像光学系としてfθミラー
を用いる構成としても良い。

【００７０】尚、このように、露光系のスポット光形成
手段としてレーザ光を走査する書込み系を用いる構成と
することは、現在販売されている電子写真プリンタのほ
とんどがレーザ走査系であり、多の技術による書き込み
系の構成より容易である。

【００７１】また、図１および図４に示す本例の露光装
置では、バイアス光源として、ＬＥＤを用いているが、
バイアス光源としては、均一光を得られることが必要要
件であり、蛍光管あるいはハロゲンランプ等を用いる構
成としても良い。ＬＥＤ光源と共に、蛍光管やハロゲン
ランプは、現在実用的に用いられている線状光源であ
り、これらを用いれば、低コストで均一露光を行なうこ
とができる。

【００７２】また、図１に示す構成の露光装置では、バ
イアス光源もドット形成の光源のいずれもＬＥＤアレイ
光源であり、両者が同じ半導体チップ（ＬＥＤ基板１
０）に組み込まれている構成を用いている。このよう
に、バイアス光源となるＬＥＤアレイを像形成用ＬＥＤ
の近くに配置し、両者とも同じ結像光学系を用いて露光
を行えば、露光系そのものの構造を簡単化できる。

【００７３】以上、図１〜図５を用いて説明したよう
に、本例の露光装置では、露光プロセスを、感光体（感
光ドラム１５）全面を照射するバイアス光１８による均
一露光プロセスと、ドット形成のためのスポット光１７
によるスポット露光プロセスの２段階で構成しているの
で、高精細だが光量が小さい露光装置でも、光量不足に
ならずに高精細な像を露光できる。

【００７４】また、感光体（感光ドラム１５）全面を照
射するバイアス光１８を複数個の光源で形成し、それぞ
れの光源の光量を個別に調整可能な構成としており、感
光体（感光ドラム１５）全面に渡る照射量の一様性を容
易に調整することができる。例えば、感光体（感光ドラ
ム１５）の感度分布に合わせて露光プロセスを安定化で
き、像のむらを減らすことができる。

【００７５】また、結像光学系の光エネルギの転送特性
を制限することにより、結像位置近傍に光エネルギを集
中させることとができるので、小さな光エネルギで高精
細な像を形成できる。

【００７６】また、光源も結像光学系も、いずれも既存
の技術を利用できるので、簡便に高精細な露光系を実現
できる。例えば、バイアス光源としてＬＥＤや蛍光灯、
ハロゲンランプ等の既存の光源を用いることで、簡便
に、高精細な露光系を実現できる。蛍光灯やハロゲンラ
ンプを用いる場合には、１つの光源としてコストダウン
を図ることができる。

【００７７】また、図１に示す構成では、バイアス生成
のための光源（バイアス光形成用ＬＥＤ１２）と局在光
生成のための光源（スポット光形成用ＬＥＤ１１）とが
同じチップ（ＬＥＤ基板１０）に組み込まれているの
で、コンパクトな露光系を実現できる。

【００７８】尚、本発明は、図１〜図５を用いて説明し
た例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、
バイアス光源としてＬＥＤや蛍光灯、ハロゲンランプ等
の光源を用いる例を示しているが、例えば、ＥＬ（Elec
troLuminescence ElectroLuminescent）ランプを用いる
ことでも良い。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、電子写真プロセスにお
ける光量と解像度間のトレードオフ関係を改善すること
ができ、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタやＬ
ＥＤプリンタ、あるいは、複写機等の性能を向上させる
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置の第１の構成例を示す側
断面図である。

【図２】図１におけるＬＥＤ基板の構成例を示す上面図
である。

【図３】図１における結像光学系の評価を行う際の構成
例を示す側断面図である。

【図４】本発明に係る露光装置の第２の構成例を示す側
断面図である。

【図５】等倍結像素子（受光器）のサイズと受光パワー
の関連例を示す説明図である。

【図６】従来の光プリンタの書き込み系の感光ドラムと
光学系部分の構成を示す側断面図である。

【図７】従来の露光装置の簡略化した露光プロセス例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０：ＬＥＤ基板、１１：スポット光形成用ＬＥＤ、１
２：バイアス光形成用ＬＥＤ、１３：電極パッド、１
４：等倍結像素子、１５：感光ドラム、１６：筐体、１
７：スポット光、１８：バイアス光、１９：２次元ＣＣ
Ｄアレイ、２０：半導体レーザ、２１：ポリゴンミラ
ー、２２：ｆθレンズ、２３：ＬＥＤ線上光源、６１：
ＬＥＤアレイ光源、６２：光、６３：等倍結像光学系、
６４：感光ドラム、７１：通常潜像、７２：疑似潜像、
７３：像形成位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から放射された光を結像光学系によ
り集光して感光体に結像させ、該感光体に潜像を形成す
る電子写真プロセスを有する露光装置であって、照射エ
ネルギが上記感光体の感光エネルギのしきい値以下のバ
イアス光を該感光体全体に均一に照射する第１の露光手
段と、照射エネルギが上記バイアス光の照射エネルギと
合わせると上記感光体の感光エネルギのしきい値を超え
る像形成のためのスポット光を上記結像光学系を介して
上記感光体に照射する第２の露光手段とを有することを
特徴とする露光装置。
【請求項２】請求項１に記載の露光装置であって、上
記バイアス光用の光源と上記スポット光用の光源とを個
別に設けたことを特徴とする露光装置。
【請求項３】請求項１、もしくは、請求項２のいずれ
かに記載の露光装置であって、上記バイアス光用の光源
を複数個、上記感光体の全幅に渡って線状に分割して設
け、各々個別に光量を調整することを特徴とする露光装
置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載
の露光装置であって、上記結像光学系は、次の光エネル
ギの転送特性を有することを特徴とする露光装置。点光
源を上記結像光学系で集光し、１辺Ｌの矩形の受光器を
用いて受光するとして、該受光器で受光されたエネルギ
Ｐが飽和するＬの大きさが、上記点光源の結像の照度分
布の半値全幅Ｗの３倍以内である。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれかに記載
の露光装置であって、上記結像光学系は、次の光エネル
ギの転送特性を有することを特徴とする露光装置。点光
源を結像させた時に上記結像光学系が転送可能な全光エ
ネルギの１／２以上が、上記点光源の結像の照度分布の
半値全幅Ｗ以内に集中している。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載
の露光装置であって、上記スポット光の光源は発光体ア
レイもしくは光シャッターアレイからなり、上記結像光
学系は等倍結像光学系からなるなることを特徴とする露
光装置。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載
の露光装置であって、上記スポット光の光源は、レーザ
あるいはレーザアレイからなり、上記結像光学系は、ポ
リゴンミラーあるいはホログラフィックスキャナもしく
は光音響素子からなる光走査系とfθレンズあるいはｆ
θミラーを組み合わせてなることを特徴とする露光装
置。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載
の露光装置であって、上記バイアス光の光源は、蛍光管
あるいはハロゲンランプもしくはＬＥＤからなることを
特徴とする露光装置。
【請求項９】請求項１から請求項７のいずれかに記載
の露光装置であって、上記バイアス光の光源および上記
スポット光の光源のいずれもＬＥＤアレイ光源からな
り、両光源は同じ半導体チップに組み込まれていること
を特徴とする露光装置。