JP2007041235A - Exposure apparatus, image forming apparatus and method of exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームプリンタ、複写機等に搭載される露光装置、画像形成装置、および露光方法に関するものであり、特に、反射面によりビームを偏向して走査を行う露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an image forming apparatus, and an exposure method mounted on a laser beam printer, a copying machine, and the like, and more particularly, to an exposure apparatus that performs scanning by deflecting a beam with a reflecting surface.
従来、図8に示すような構成を備えた露光装置が知られている。図8は、従来型の露光装置の概略図である。図8の露光装置80は、単一(つまり1本)のビームを射出する光源81、コリメータレンズ82、シリンドリカルレンズ83、ポリゴンミラー84、Fθレンズ85、および、ミラー86を備えている。ポリゴンミラー84は、複数の連続した反射面を備えている。より詳しくは、ポリゴンミラー84は、各側面が反射面となっている多角柱形状をしており、回転軸を中心に、図中の矢印A方向に回転するミラーである。なお、以下では、Fθレンズ85とミラー86とからなる光学系を走査光学系と称する。
Conventionally, an exposure apparatus having a configuration as shown in FIG. 8 is known. FIG. 8 is a schematic view of a conventional exposure apparatus. 8 includes a
光源1から射出されたビームは、まず、コリメータレンズ82によって平行光にされる。平行光となったビームは、シリンドリカルレンズ83によって、ポリゴンミラー84の回転軸方向におけるビーム径が小さくされる。ポリゴンミラー84の回転軸方向におけるビーム径が小さくなったビームは、次に、ポリゴンミラー84によって反射される。そして、ポリゴンミラー84によって反射されたビームは、さらに、Fθレンズ85により集光された後、ミラー86によって反射される。そして、ミラー86によって反射されたビームは、露光対象である感光体ドラム87の表面上に照射される。
The beam emitted from the light source 1 is first converted into parallel light by the
このようにして感光体ドラム87の表面上に照射されたビームは、ポリゴンミラー84の、図中の矢印A方向への回転に伴って、図中の矢印B方向(以下、主走査方向と称する)に感光体ドラム87の表面上を走査する。
The beam irradiated onto the surface of the
また、ポリゴンミラー84の回転に伴い、感光体ドラム87も、図中の矢印C方向に回転する。したがって、感光体ドラム87の回転によって、ミラー86によって反射されたビームによる、感光体ドラム87の表面上における、図中の矢印D方向(以下、副走査方向と称する)に関する走査が行われる。
As the
また、ポリゴンミラー84の一つの反射面によるビームの反射が行われると、該反射面に隣接した反射面によるビームの反射が行われる。この場合、各反射面により反射されたビームによる、上記主走査方向に関する感光体ドラム87の表面上の走査開始位置は、互いに同じ位置となる。
When the beam is reflected by one reflecting surface of the
このようにポリゴンミラー84を用いることにより、シリンドリカルレンズ83から射出したビームを、ポリゴンミラー84の各反射面にて同様に反射できると共に、該ビームを上記複数の反射面によって連続して反射することができる。
By using the
したがって、反射面を1つしか備えない構成よりも、ポリゴンミラー84を備える構成の方が、通常は、高速な露光(走査)を行うことができる。
Therefore, the configuration including the
また、近年、ポリゴンミラーを用いる代わりに、単一の反射面を備えた反射鏡を用い、かつ、高速に露光(走査)可能な方式も提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方式では、反射面は単一であるものの、走査光学系を複数配置している。そして、この方式においては、上記反射面により反射されたビームは、反射面の回転に伴って、それぞれの走査光学系に入射する。
しかしながら、上記従来の構成では、以下のような問題を生じる。 However, the conventional configuration causes the following problems.
すなわち、図8の構成では、ポリゴンミラー84は、上述したように、各側面が反射面となっている多角柱形状をしており、回転軸を中心に、図中矢印A方向に回転する。この回転軸と反射面とがなす角度、回転軸方向における反射面の長さ、反射面の反射率などが、複数の反射面で互いに異なると、感光体ドラム87上に形成されるビームスポットに関し、位置ずれや光量の変動が生じる。したがって、上記位置ずれや光量の変動を防ぐためには、ポリゴンミラー84を非常に高い加工精度で製造する必要がある。このため、ポリゴンミラー84の製造コストが高額となっていた。
That is, in the configuration of FIG. 8, the
また、回転軸と反射面とがなす角度が反射面ごとに異なることにより生じる不具合を低減するために、ポリゴンミラーの回転軸方向におけるビーム径を小さくする必要があった。したがって、シリンドリカルレンズ83を用いることが必須であった。
Further, in order to reduce problems caused by the difference between the angles of the rotation axis and the reflection surface for each reflection surface, it is necessary to reduce the beam diameter in the rotation axis direction of the polygon mirror. Therefore, it is essential to use the
一方、ポリゴンミラー84の代わりに、単一の反射面を備えた反射鏡を用いれば、このような問題は生じない。しかし、反射面の回転速度を従来型の露光装置と同一とすると、例えば反射面の数が6面である従来型のポリゴンミラーに比較して、走査速度(単位時間あたりに走査される画像領域の、副走査方向における長さ)は、1/6に低下する。走査速度も同じとするには、反射面の回転速度を従来の6倍にする必要がある。ところが、現状でも、反射面は数万rpmと十分に高速回転しており、これ以上の高速化は困難である。
On the other hand, if a reflecting mirror having a single reflecting surface is used instead of the
この点、特許文献1の方式によれば、例えば、6個の走査光学系を配置することにより、反射面の回転速度が、反射面の数が6面であるポリゴンミラーと同じであっても、走査速度は同一とすることができる。 In this regard, according to the method of Patent Document 1, for example, by arranging six scanning optical systems, even if the rotational speed of the reflecting surface is the same as that of the polygon mirror having six reflecting surfaces, The scanning speed can be the same.
しかしながら、特許文献1の方式では、走査光学系を複数備える必要がある。また、走査光学系の数だけ感光体ドラムが必要になる。さらに、全ての走査光学系を印刷紙が通過するための搬送系も別途必要になる。このため、装置の製造コストが増加し、装置サイズも増大するという問題が生じる。さらに、複数の走査光学系があるということは、各走査光学系間で、感光体ドラムの表面上に形成されるビームスポットの位置ズレが当然、発生する。このため、各部品の精度や組立て精度を高精度にする必要があり、単一の反射面としたメリットが損なわれる。よって、特許文献1の方式では、十分な解決策になっていなかった。 However, the method of Patent Document 1 requires a plurality of scanning optical systems. Further, as many photosensitive drums as the number of scanning optical systems are required. Furthermore, a transport system for passing the printing paper through all scanning optical systems is also required. For this reason, the manufacturing cost of an apparatus increases and the problem that an apparatus size also arises arises. Furthermore, the fact that there are a plurality of scanning optical systems naturally causes a positional deviation of a beam spot formed on the surface of the photosensitive drum between the scanning optical systems. For this reason, it is necessary to make the precision and assembly precision of each component high, and the merit of using a single reflecting surface is impaired. Therefore, the method of Patent Document 1 has not been a sufficient solution.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光装置、画像形成装置および露光方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus, an image forming apparatus, and an exposure method capable of realizing a scanning speed not inferior to the conventional one while simplifying the apparatus configuration as compared with the conventional one. It is to provide.
本発明に係る露光装置は、上記課題を解決するために、ビームを射出するビーム射出手段と、該ビーム射出手段から射出されたビームを回転可能な反射面によって偏向する偏向手段とを備え、上記反射面の回転に伴い、偏向後のビームを感光材の表面上に走査させて該感光材の表面を露光する露光装置において、上記偏向手段は、上記反射面として単一の反射面を備え、上記単一の反射面により偏向された後の上記複数本のビームを上記感光材の表面上の異なる位置に照射することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an exposure apparatus according to the present invention includes: a beam emitting unit that emits a beam; and a deflecting unit that deflects the beam emitted from the beam emitting unit with a rotatable reflecting surface. In the exposure apparatus that exposes the surface of the photosensitive material by scanning the surface of the photosensitive material with the deflected beam as the reflecting surface rotates, the deflecting unit includes a single reflecting surface as the reflecting surface, The plurality of beams after being deflected by the single reflecting surface are irradiated to different positions on the surface of the photosensitive material.
上記の構成によれば、偏向手段が有する反射面は、単一の反射面である。それゆえ、偏向手段自体が、ポリゴンミラーよりも簡易な構成となっている。また、反射面が1つしかないので、反射面と反射面の回転軸とがなす角度が反射面ごとに異なる、ということはない。このため、反射面と反射面の回転軸とがなす角度の反射面毎の差異による不具合を低減するための、シリンドリカルレンズを設ける必要がない。以上の理由から、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成よりも、装置構成を簡略化できる。 According to said structure, the reflective surface which a deflection | deviation means has is a single reflective surface. Therefore, the deflecting means itself has a simpler configuration than the polygon mirror. In addition, since there is only one reflecting surface, the angle formed by the reflecting surface and the rotation axis of the reflecting surface does not differ for each reflecting surface. For this reason, it is not necessary to provide a cylindrical lens for reducing a problem due to a difference between the reflecting surfaces and the angle formed by the reflecting surfaces and the rotation axes of the reflecting surfaces. For the above reasons, the apparatus configuration can be simplified compared to the configuration in which the beam is deflected by the polygon mirror.
さらに、上記反射面により偏向された複数本のビームを感光材の表面上の異なる位置に照射するので、感光材の表面上を、複数本のビームによって同時に走査できる。このため、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成に劣らない走査速度を実現できる。 Further, since the plurality of beams deflected by the reflecting surface are irradiated to different positions on the surface of the photosensitive material, the surface of the photosensitive material can be simultaneously scanned by the plurality of beams. Therefore, it is possible to realize a scanning speed not inferior to the configuration in which the beam is deflected by the polygon mirror.
したがって、上記の構成によれば、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光装置を提供できる。 Therefore, according to said structure, the exposure apparatus which can implement | achieve the scanning speed not inferior to the past can be provided, simplifying an apparatus structure compared with the past.
本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記感光材は、回転可能な感光体ドラムであり、上記感光体ドラムの周長をLと、上記感光体ドラムの単位時間あたりの回転数をbと、上記反射面の回転に伴い、偏向後のビームが上記感光体ドラムの表面を走査する際の走査方向を主走査方向と、上記感光体ドラムの回転方向とは逆の方向を副走査方向と、主走査方向への1回の走査によって上記感光体ドラムの表面上に形成される画像領域の副走査方向長さをd1とすると、上記反射面の上記単位時間あたりの回転数aは、Lとd1との単位を同一とした場合、
a<L×b/d1
で示される構成であってもよい。
The exposure apparatus according to the present invention is the above exposure apparatus, wherein the photosensitive material is a rotatable photosensitive drum, and the circumference of the photosensitive drum is L, and the rotational speed per unit time of the photosensitive drum. B, the scanning direction when the deflected beam scans the surface of the photosensitive drum with the rotation of the reflecting surface is the main scanning direction, and the direction opposite to the rotating direction of the photosensitive drum is the auxiliary direction. the scanning direction, number of rotations per above the photoreceptor length in the sub-scanning direction of the image area formed on the surface of the drum and d 1, the unit of the reflective surface time by one scanning in the main scanning direction a is the same as the unit of L and d 1 ,
a <L × b / d 1
The structure shown by may be sufficient.
上記の構成によれば、偏向手段の単一の反射面が1回転するために要する時間は、感光体ドラムの表面が、上記長さd1の分だけ回転するために要する時間よりも長くなる。それゆえ、主走査方向への1回の走査によって感光体ドラムの表面上に形成される画像領域と、主走査方向への次の1回の走査によって感光体ドラムの表面上に形成される画像領域との間に、重複部分は生じない。すなわち、感光体ドラムの表面上の同じ領域が続けて露光されることはない。したがって、感光体ドラムの表面上に形成される静電潜像の品位低下を防止できる。 According to the above configuration, the time required for one rotation of the single reflecting surface of the deflecting unit is longer than the time required for the surface of the photosensitive drum to rotate by the length d 1. . Therefore, an image area formed on the surface of the photosensitive drum by one scanning in the main scanning direction and an image formed on the surface of the photosensitive drum by the next scanning in the main scanning direction. There is no overlap between the areas. That is, the same area on the surface of the photosensitive drum is not continuously exposed. Therefore, it is possible to prevent a deterioration in the quality of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum.
本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記複数本のビームがそれぞれ主走査方向に沿って感光体ドラムの表面上に形成する像であって、隣り合う像についての、感光体ドラムの表面に沿った副走査方向の間隔は一定であり、該間隔をd2とすると、上記回転数aは、d1とd2との単位を同一とした場合、
a=L×b/(d1+d2)
で示される構成であってもよい。
The exposure apparatus according to the present invention is the above-described exposure apparatus, wherein the plurality of beams are images formed on the surface of the photosensitive drum along the main scanning direction, and the photosensitive drums of adjacent images are formed. The distance in the sub-scanning direction along the surface is constant, and when the distance is d 2 , the rotation speed a is the same when the units of d 1 and d 2 are the same:
a = L × b / (d 1 + d 2 )
The structure shown by may be sufficient.
上記の構成によれば、複数本のビームが主走査方向に沿って感光体ドラムの表面上に形成する像であって、隣り合う像についての、感光体ドラムの表面に沿った副走査方向の間隔は一定値d2であり、かつ、主走査方向への1回の走査によって感光体ドラムの表面上に形成される画像領域と、主走査方向への次の1回の走査によって感光体ドラムの表面上に形成される画像領域との間の間隔は、上記d2に等しくなる。それゆえ、主走査方向に沿って感光体ドラムの表面上に形成される像の全てについて、感光体ドラムの表面に沿った副走査方向の間隔が一定となる。それゆえ、感光体ドラムの回転による副走査方向への走査を、常に一定間隔で行うことができる。したがって、ムラのない高品位な静電潜像を、感光体ドラムの表面上に形成できる。 According to the above configuration, the plurality of beams are images formed on the surface of the photosensitive drum along the main scanning direction, and adjacent images in the sub-scanning direction along the surface of the photosensitive drum. interval is a constant value d 2, and the main by one scanning in the scanning direction and an image region formed on the surface of the photosensitive drum, the photosensitive drum by the following one scan in the main scanning direction spacing between the image area to be formed on the surface of the is equal to the d 2. Therefore, the intervals in the sub-scanning direction along the surface of the photosensitive drum are constant for all the images formed on the surface of the photosensitive drum along the main scanning direction. Therefore, scanning in the sub-scanning direction by rotation of the photosensitive drum can always be performed at regular intervals. Therefore, a high-quality electrostatic latent image without unevenness can be formed on the surface of the photosensitive drum.
本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記ビーム射出手段からの複数本のビームの出力をオンにするかオフにするかを切り換える出力制御手段をさらに備え、上記出力制御手段は、上記複数本のビームの光路上に上記偏向手段の反射面がない期間は、上記ビーム射出手段からのビームの出力をオフにする構成であってもよい。 The exposure apparatus according to the present invention further comprises output control means for switching whether to turn on or off the output of the plurality of beams from the beam emitting means in the exposure apparatus, wherein the output control means comprises: The structure may be such that the output of the beam from the beam emitting means is turned off during a period when there is no reflecting surface of the deflecting means on the optical path of the plurality of beams.
ビームの光路上に偏向手段の反射面がない間は、ビーム射出手段からのビームの出力をオフにすることにより、反射面以外の部分によってビームが反射されることを防止できる。それゆえ、反射面以外の部分によって反射されたビームが感光材の表面上に照射されることはなくなる。したがって、感光材の表面上に不要なビームが入射することによる、静電潜像の品位低下を防止できる。 While there is no reflecting surface of the deflecting unit on the optical path of the beam, turning off the beam output from the beam emitting unit can prevent the beam from being reflected by a portion other than the reflecting surface. Therefore, the beam reflected by the portion other than the reflecting surface is not irradiated on the surface of the photosensitive material. Therefore, it is possible to prevent the quality of the electrostatic latent image from deteriorating due to an unnecessary beam incident on the surface of the photosensitive material.
本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記偏向手段の反射面以外の部分であって、反射面の回転に伴って上記複数本のビームが入射する部分は、該ビームの反射を防止する表面処理がなされていてもよい。 In the exposure apparatus according to the present invention, in the exposure apparatus described above, a portion other than the reflection surface of the deflecting unit, where the plurality of beams are incident as the reflection surface rotates, reflects the beam. Surface treatment to prevent may be made.
上記の構成によれば、偏向手段の反射面以外の部分であって、反射面の回転に伴って上記複数本のビームが入射する部分は、該ビームの反射を防止する表面処理がなされていることにより、反射面以外の部分によってビームが反射されることを防止できる。それゆえ、反射面以外の部分によって反射されたビームが感光材の表面上に照射されることはなくなる。したがって、感光材の表面上に不要なビームが入射することによる、静電潜像の品位低下を防止できる。 According to the above configuration, the portion other than the reflection surface of the deflecting unit, on which the plurality of beams are incident as the reflection surface rotates, is subjected to surface treatment for preventing the reflection of the beams. Thus, it is possible to prevent the beam from being reflected by a portion other than the reflecting surface. Therefore, the beam reflected by the portion other than the reflecting surface is not irradiated on the surface of the photosensitive material. Therefore, it is possible to prevent the quality of the electrostatic latent image from deteriorating due to an unnecessary beam incident on the surface of the photosensitive material.
本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記ビーム射出手段は、単一のビームを射出する光源と、上記光源から射出された単一のビームを上記複数本のビームに分割する分割手段とを備えていてもよい。 An exposure apparatus according to the present invention is the above exposure apparatus, wherein the beam emitting means is a light source that emits a single beam, and a division that divides the single beam emitted from the light source into the plurality of beams. Means.
上記の構成によれば、光源から射出された単一のビームを分割手段によって分割することにより、複数本のビームを得ることができる。 According to the above configuration, a plurality of beams can be obtained by dividing the single beam emitted from the light source by the dividing unit.
また、本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記ビーム射出手段は、複数の発光部を備え、各発光部が単一のビームを射出する構成であってもよい。 The exposure apparatus according to the present invention may be configured such that in the exposure apparatus described above, the beam emitting means includes a plurality of light emitting units, and each light emitting unit emits a single beam.
上記の構成によれば、ビーム射出手段が複数の発光部を備え、各発光部が単一のビームを射出することにより、複数本のビームを簡単な構成によって得ることができる。 According to said structure, a beam emission means is provided with the several light emission part, and each light emission part inject | emits a single beam, A multiple beam can be obtained by simple structure.
また、本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記分割手段は、複数の光変調素子を備え、全ての光変調素子が、上記光源から射出された単一のビームを反射することにより、上記複数本のビームに分割するものであって、上記各光変調素子は、上記光源から射出された単一のビームを反射させるか、透過させるかを切り換える構成であってもよい。 In the exposure apparatus according to the present invention, in the exposure apparatus described above, the dividing unit includes a plurality of light modulation elements, and all the light modulation elements reflect a single beam emitted from the light source. Thus, the light modulation element may be divided into the plurality of beams, and each of the light modulation elements may be configured to switch between reflecting and transmitting a single beam emitted from the light source.
上記の構成によれば、全ての光変調素子が、光源から射出された単一のビームを反射させるか、透過させるかを切り換えるので、ビーム射出手段からのビームの出力をオンにするかオフにするかを、ビーム毎に切り換えることができる。 According to the above configuration, all the light modulation elements switch whether to reflect or transmit the single beam emitted from the light source, so that the beam output from the beam emitting means is turned on or off. This can be switched for each beam.
また、本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記ビーム射出手段は、上記分割手段により分割された上記複数本のビームを集光する集光手段を備えると共に、上記集光手段で集光されたビーム毎に、自素子に入射するビームを反射させるか、透過させるかを切り換える光変調素子を個別に備えており、上記反射または透過したビームが上記反射面によって偏向される構成であってもよい。 In the exposure apparatus according to the present invention, in the exposure apparatus, the beam emitting unit includes a condensing unit that condenses the plurality of beams divided by the dividing unit. Each of the collected beams is provided with a light modulation element that switches between reflecting and transmitting a beam incident on the element, and the reflected or transmitted beam is deflected by the reflecting surface. There may be.
上記の構成によれば、上記ビーム射出手段は、上記分割手段により分割された上記複数本のビームを集光する集光手段を備えると共に、上記集光手段で集光されたビーム毎に、自素子に入射するビームを反射させるか、透過させるかを切り換える光変調素子を個別に備えているので、ビーム射出手段からのビームの出力をオンにするかオフにするかを、ビーム毎に切り換えることができる。また、集光手段によって集光されることによりビーム径が小さくなったビームを光変調素子に照射するので、小さくなったビーム径に応じて、光変調素子を小型化できる。光変調素子を小型化することにより、ビームを反射させるか、透過させるかの切り換えがより高速となるので、各ビームの出力をオンにするかオフにするかの切り換えを、より高速に行うことができる。 According to the above configuration, the beam emitting means includes the condensing means for condensing the plurality of beams divided by the dividing means, and for each beam condensed by the condensing means, Since the light modulation element that switches whether the beam incident on the element is reflected or transmitted is individually provided, the beam output from the beam emitting means is switched on or off for each beam. Can do. In addition, since the light modulation element is irradiated with a beam having a beam diameter reduced by being condensed by the light condensing means, the light modulation element can be reduced in size according to the reduced beam diameter. By miniaturizing the light modulation element, switching between reflecting and transmitting the beam becomes faster, so switching between turning on and off the output of each beam is performed at higher speed. Can do.
また、本発明に係る露光装置は、上記の露光装置において、上記分割手段は回折格子であってもよい。 Further, in the exposure apparatus according to the present invention, in the above exposure apparatus, the dividing unit may be a diffraction grating.
分割手段として回折格子を用いることにより、複数本のビームを簡単な構成によって得ることができる。 By using a diffraction grating as the dividing means, a plurality of beams can be obtained with a simple configuration.
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記した露光装置を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the present invention includes the above-described exposure apparatus.
上記の構成によれば、上記した露光装置を備えていることにより、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光装置を備えた、画像形成装置を実現できる。 According to the above configuration, by providing the above-described exposure apparatus, it is possible to realize an image forming apparatus including an exposure apparatus that can realize a scanning speed that is not inferior to that of the prior art while simplifying the configuration of the apparatus.
本発明に係る露光方法は、上記課題を解決するために、ビームを射出するビーム射出ステップと、射出したビームを回転可能な反射面によって偏向する偏向ステップとを有し、上記反射面の回転に伴い、偏向後のビームを感光材の表面上に走査させて該感光材を露光する露光方法において、上記ビーム射出ステップでは、複数本のビームを同時に射出し、上記偏向ステップでは、上記複数本のビームを、単一の反射面により同時に偏向することを特徴としている。 In order to solve the above problems, an exposure method according to the present invention includes a beam emitting step for emitting a beam and a deflection step for deflecting the emitted beam by a rotatable reflecting surface. Accordingly, in the exposure method of scanning the surface of the photosensitive material with the deflected beam to expose the photosensitive material, the beam emitting step simultaneously emits a plurality of beams, and the deflection step includes the plurality of beams. It is characterized in that the beam is simultaneously deflected by a single reflecting surface.
上記の方法によれば、偏向手段が有する反射面は、単一の反射面である。それゆえ、偏向手段自体が、ポリゴンミラーよりも簡易な構成となっている。また、反射面が1つしかないので、反射面と反射面の回転軸とがなす角度が反射面ごとに異なる、ということはない。このため、反射面と反射面の回転軸とがなす角度の反射面毎の差異による不具合を低減するための、シリンドリカルレンズを設ける必要がない。以上の理由から、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成よりも、装置構成を簡略化できる。 According to said method, the reflective surface which a deflection | deviation means has is a single reflective surface. Therefore, the deflecting means itself has a simpler configuration than the polygon mirror. In addition, since there is only one reflecting surface, the angle formed by the reflecting surface and the rotation axis of the reflecting surface does not differ for each reflecting surface. For this reason, it is not necessary to provide a cylindrical lens for reducing a problem due to a difference between the reflecting surfaces and the angle formed by the reflecting surfaces and the rotation axes of the reflecting surfaces. For the above reasons, the apparatus configuration can be simplified compared to the configuration in which the beam is deflected by the polygon mirror.
さらに、複数本のビームを感光材の表面上の異なる位置に照射するので、感光材の表面上を、複数本のビームによって同時に走査できる。このため、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成に劣らない走査速度を実現できる。 Furthermore, since a plurality of beams are irradiated to different positions on the surface of the photosensitive material, the surface of the photosensitive material can be simultaneously scanned by the plurality of beams. Therefore, it is possible to realize a scanning speed not inferior to the configuration in which the beam is deflected by the polygon mirror.
したがって、上記の構成によれば、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光方法を提供できる。 Therefore, according to said structure, the exposure method which can implement | achieve the scanning speed not inferior to the past can be provided, simplifying an apparatus structure compared with the past.
本発明に係る露光装置は、以上のように、上記偏向手段は、上記反射面として単一の反射面を備え、上記単一の反射面により偏向された後の上記複数本のビームを上記感光材の表面上の異なる位置に照射するので、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光装置を提供できる。 In the exposure apparatus according to the present invention, as described above, the deflecting unit includes a single reflecting surface as the reflecting surface, and the plurality of beams after being deflected by the single reflecting surface are subjected to the photosensitive. Since different positions on the surface of the material are irradiated, it is possible to provide an exposure apparatus that can realize a scanning speed not inferior to that of the prior art while simplifying the configuration of the apparatus as compared with the prior art.
また、本発明に係る画像形成装置は、以上のように、本発明に係る露光装置を備えているので、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現できる露光装置を備えた、画像形成装置を実現できる。 Moreover, since the image forming apparatus according to the present invention includes the exposure apparatus according to the present invention as described above, an exposure apparatus capable of realizing a scanning speed not inferior to the conventional one while simplifying the apparatus configuration as compared with the conventional one. The provided image forming apparatus can be realized.
また、本発明に係る露光方法は、以上のように、上記ビーム射出ステップでは、複数本のビームを同時に射出し、上記偏向ステップでは、上記複数本のビームを、単一の反射面により同時に偏向するので、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現可能な露光方法を提供できる。 In the exposure method according to the present invention, as described above, in the beam emission step, a plurality of beams are simultaneously emitted, and in the deflection step, the plurality of beams are simultaneously deflected by a single reflecting surface. Therefore, it is possible to provide an exposure method capable of realizing a scanning speed not inferior to the conventional one while simplifying the apparatus configuration as compared with the conventional one.
本発明の一実施形態について図1ないし図7に基づいて説明すると、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 as follows.
まず、本実施の形態の露光装置を備えた画像形成装置について、図1に基づいて説明する。図1は、本実施の形態の露光装置を備えた画像形成装置の概略図である。 First, an image forming apparatus provided with the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus provided with the exposure apparatus of the present embodiment.
画像形成装置1は、露光装置(光走査装置)2および感光体ドラム3を備えている。露光装置2は、マルチビーム光源装置(ビーム射出手段)11、コリメータレンズ12、偏向ミラー(偏向手段)13、Fθレンズ14、ミラー15、および制御部(回転制御部、出力制御部)16を備えている。
The image forming apparatus 1 includes an exposure device (optical scanning device) 2 and a
マルチビーム光源装置11は、同時に6本のビームを射出する装置である。なお、マルチビーム光源装置11の具体的な構成については、後述する。コリメータレンズ12は、マルチビーム光源装置11から射出された各ビームを平行光にするレンズである。
The multi-beam
偏向ミラー13は、図中の矢印A方向に回転可能な単一の反射面13sを備えており、コリメータレンズ12によって平行化された各ビームを、この反射面13sによって同時に偏向するものである。Fθレンズ14は、偏向ミラー13により偏向された各ビームを集光するためのレンズである。ミラー15は、Fθレンズ14により集光された各ビームを、露光対象である感光体ドラム3の表面上に照射させるための鏡である。
The deflecting
感光体ドラム3は、表面に感光材料が塗布された、円筒形状の部材である。この感光体ドラム3は、円形の各底部の中心を通る線を回転軸として、図中C方向に回転可能に構成されている。また、感光体ドラム3は、図示しない帯電器により帯電されている。
The
制御部16は、反射面13sの回転と、感光体ドラム3の回転とを制御する部材である。また、制御部16は、図示しないセンサが検出した反射面13sの回転角度に基づいて、マルチビーム光源装置11からの出力をオンにするかオフにするかを制御する部材である。
The
マルチビーム光源装置11から射出された6本のビームは、まず、コリメータレンズ12によって平行光にされる。平行光となった各ビームは、次に、偏向ミラー13によって反射される。
The six beams emitted from the multi-beam
偏向ミラー13によって反射された各ビームは、Fθレンズ14によって集光される。その後、各ビームは、ミラー15によって反射され、感光体ドラム3の表面上の異なる位置(より具体的には、後述する副走査方向において互いに異なる位置)に、6つのビームスポットを形成する。
Each beam reflected by the
感光体ドラム3の表面上に照射された6本のビームは、偏向ミラー13の反射面13sの回転に伴って、図中の矢印B方向(以下、主走査方向と称する)に向かって、感光体ドラム7の表面上を走査する。
The six beams irradiated on the surface of the
また、反射面13sの回転に伴い、感光体ドラム3も、図中の矢印C方向に回転する。したがって、感光体ドラム3の回転によって、反射面13sによって反射されたビームによる、感光体ドラム3の表面上における、図中の矢印D方向(以下、副走査方向と称する)に関する走査が行われる。
Further, along with the rotation of the reflecting
このような、反射面13sの回転による主走査方向への走査と、感光体ドラム3の回転による副走査方向への走査とによって、露光された感光体ドラム3の表面上には、静電潜像が形成される。
Due to the scanning in the main scanning direction by the rotation of the reflecting
このようにして形成された静電潜像は、図示しない現像装置によって顕像化された後、図示しない転写器によって、紙などの記録材に転写される。 The electrostatic latent image formed in this manner is visualized by a developing device (not shown) and then transferred to a recording material such as paper by a transfer device (not shown).
本実施の形態の露光装置2では、同時に照射される6本のビームがそれぞれ主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成する像であって、隣り合う像についての、感光体ドラム3の表面に沿った副走査方向の間隔は、一定となっている。また、この間隔をd2(mm)と、感光体ドラム3の周長をL(mm)と、感光体ドラム3の1分あたりの回転数をb(rpm)と、主走査方向への1回の走査によって感光体ドラム3の表面上に形成される画像領域の副走査方向長さをd1(mm)とすると、反射面13sの1分あたりの回転数a(rpm)は、以下の式(1)で示される関係を満たすように、制御部16によって制御されている。
In the
a=L×b/(d1+d2) … (1)
上記式(1)で示される関係が満たされているとき、反射面13sが1回転するために要する時間1/a(分)は、以下の式(2)で示される。
a = L × b / (d 1 + d 2 ) (1)
When the relationship represented by the above equation (1) is satisfied, the time 1 / a (minute) required for the reflecting
1/a=(d1+d2)/L×b … (2)
ここで、L×bは、感光体ドラム3の表面の回転速度を示している。よって、上記式(2)からは、(反射面13sが1回転するために要する時間)=(感光体ドラム3の表面が上記長さd1に上記間隔d2を加えた長さの分だけ回転するために要する時間)という関係が導かれる。よって、反射面13sが1回転する期間に、感光体ドラム3の表面は、上記長さd1に上記間隔d2を加えた長さの分だけ回転するということが分かる。このとき、主走査方向への1回の走査によって感光体ドラム3の表面上に形成される画像領域と、主走査方向への次の1回の走査によって感光体ドラム3の表面上に形成される画像領域との間の間隔は、上記d2に等しくなる。したがって、主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成される像の全てについて、感光体ドラム3の表面に沿った副走査方向の間隔が一定となる。
1 / a = (d 1 + d 2 ) / L × b (2)
Here, L × b indicates the rotational speed of the surface of the
このように、同時に照射される6本のビームがそれぞれ主走査方向に沿って感光体ドラム3上に形成する像であって、隣り合う像についての、感光体ドラム3の表面に沿った副走査方向の間隔が一定であり、かつ、制御部16が、上記式(1)の関係を満足するように、反射面13sの1分あたりの回転数aを制御することにより、主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成される像の全てについて、感光体ドラム3の表面に沿った副走査方向の間隔が一定となる。それゆえ、感光体ドラム3の回転による副走査方向への走査を、常に一定間隔で行うことができる。したがって、ムラのない高品位な静電潜像を、感光体ドラム3の表面上に形成できる。
As described above, the six beams simultaneously irradiated are images formed on the
本実施の形態においては、反射面の数が6面であるポリゴンミラーを用いる構成と同一の走査速度(単位時間あたりに走査される画像領域の、副走査方向における長さ)を確保すべく、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの数が6本の場合について記載している。しかしながら、射出されるビームの数は、6本に限られない。ビームの数が多くなるほど、反射面13sが1回転する間に走査される画像領域の、副走査方向における長さは増加するので、より高速な走査を行うことができる。
In this embodiment, in order to ensure the same scanning speed (length in the sub-scanning direction of the image area scanned per unit time) as the configuration using the polygon mirror having six reflecting surfaces, The case where the number of beams emitted from the multi-beam
また、本実施の形態においては、制御部16は、上記式(1)で示される関係を満たすように、反射面13sの1分あたりの回転数aを制御している。しかしながら、制御部16は、以下の式(3)で示される関係を満たすように、上記回転数aを制御してもよい。
Moreover, in this Embodiment, the
a<L×b/d1 … (3)
上記式(3)で示される関係が満たされているとき、反射面13sが1回転するために要する時間1/a(分)は、以下の式(4)で示される。
a <L × b / d 1 (3)
When the relationship represented by the above formula (3) is satisfied, the time 1 / a (minute) required for the reflecting
1/a>d1/L×b … (4)
上述したように、L×bは、感光体ドラム3の表面の回転速度を示している。よって、上記式(4)からは、(反射面13sが1回転するために要する時間)>(感光体ドラム3の表面が上記長さd1の分だけ回転するために要する時間)という関係が導かれる。このとき、主走査方向への1回の走査によって感光体ドラム3の表面上に形成される画像領域と、主走査方向への次の1回の走査によって感光体ドラム3の表面上に形成される画像領域との間に、重複部分は生じない。すなわち、感光体ドラム3の表面上の同じ領域が続けて露光されることはない。したがって、感光体ドラム3の表面上に形成される静電潜像の品位低下を防止できる。
1 / a> d 1 / L × b (4)
As described above, L × b indicates the rotational speed of the surface of the
また、本実施の形態においては、図1に示すように、6本のビームが主走査方向に沿って感光体ドラムの表面上に形成する像は、副走査方向において互いに等間隔に並んでいる。この構成によれば、感光体ドラム3の表面上に形成される静電潜像に生じるムラが少なくなるという利点がある。しかしながら、6本のビームが主走査方向に沿って感光体ドラムの表面上に形成する像は、必ずしも、副走査方向において互いに等間隔に並んでいる必要はない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the images formed by the six beams on the surface of the photosensitive drum along the main scanning direction are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction. . According to this configuration, there is an advantage that unevenness generated in the electrostatic latent image formed on the surface of the
また、上記の説明では感光材として感光体ドラムを用いたが、感光材はこれに限らず、例えば印画紙であってもよい。印画紙を用いる場合は、印画紙を搬送するための搬送系を別途設けることになる。このとき、同時に照射される6本のビームがそれぞれ印画紙の表面上に形成する像であって、隣り合う像についての、印画紙の搬送方向における間隔は一定とすることが好ましい。また、一定としたこの間隔をd4(mm)と、印画紙の搬送速度をv(mm/分)と、印画紙の表面上に照射された6本のビームが1回の走査によって印画紙の表面上に形成する画像領域の、印画紙の搬送方向長さをd3(mm)とするとき、制御部16は、以下の式(5)で示される関係を満たすように、反射面13sの1分あたりの回転数aを制御することが好ましい。
In the above description, the photosensitive drum is used as the photosensitive material. However, the photosensitive material is not limited to this and may be, for example, photographic paper. When photographic paper is used, a transport system for transporting the photographic paper is separately provided. At this time, it is preferable that the six beams simultaneously irradiated are images formed on the surface of the photographic paper, and the interval between adjacent images in the conveyance direction of the photographic paper is constant. In addition, this constant interval is d 4 (mm), the conveyance speed of the photographic paper is v (mm / min), and the six beams irradiated on the surface of the photographic paper are scanned by one scan. When the length of the photographic paper in the image area formed on the surface is d 3 (mm), the
a=v/(d3+d4) … (5)
上記式(5)で示される関係が満たされているとき、反射面13sが1回転するために要する時間1/a(分)は、以下の式(6)で示される。
a = v / (d 3 + d 4 ) (5)
When the relationship represented by the above equation (5) is satisfied, the time 1 / a (minute) required for the reflecting
1/a=(d3+d4)/v … (6)
上記式(6)は、(反射面13sが1回転するために要する時間)=(印画紙が上記長さd3に上記間隔d4を加えた長さの分だけ搬送されるために要する時間)という関係を示している。よって、反射面13sが1回転する期間に、印画紙は、上記長さd3に上記間隔d4を加えた長さの分だけ搬送されるということが分かる。このとき、6本のビームが1回の走査によって印画紙の表面上に形成する画像領域と、6本のビームが次の1回の走査によって印画紙の表面上に形成する画像領域との間の間隔は、上記d4に等しくなる。それゆえ、印画紙の表面上に形成される像の全てについて、印画紙の搬送方向における間隔が一定となるので、印画紙の搬送による走査を、常に一定間隔で行うことができる。したがって、ムラのない高品位な静電潜像を、印画紙の表面上に形成できる。
1 / a = (d 3 + d 4 ) / v (6)
The formula (6) is (
また、感光材として印画紙を用いる場合、制御部16は、以下の式(7)で示される関係を満たすように、上記回転数aを制御してもよい。
When photographic paper is used as the photosensitive material, the
a<v/d3 … (7)
上記式(7)で示される関係が満たされているとき、反射面13sが1回転するために要する時間1/a(分)は、以下の式(8)で示される。
a <v / d 3 (7)
When the relationship represented by the above formula (7) is satisfied, the time 1 / a (minute) required for the reflecting
1/a>d3/v … (8)
上記式(8)は、(反射面13sが1回転するために要する時間)>(印画紙が上記長さd3の分だけ搬送されるために要する時間)という関係を示している。このとき、6本のビームが1回の走査によって印画紙の表面上に形成する画像領域と、6本のビームが次の1回の走査によって印画紙の表面上に形成する画像領域との間に、重複部分は生じない。すなわち、印画紙の表面上の同じ領域が続けて露光されることはない。したがって、印画紙の表面上に形成される静電潜像の品位低下を防止できる。
1 / a> d 3 / v (8)
The equation (8) shows the relationship (
上記の説明では、露光装置2の制御部16が反射面13sの1分あたりの回転数aを制御するとしたが、これに代えて、またはこれと共に、画像形成装置1の図示しない制御部が、感光体ドラム3の1分あたりの回転数bまたは印画紙の搬送速度vを制御してもよい。
In the above description, the
なお、上記の説明で用いた各単位は例示であり、同種の量に同じ単位を用いる限り、上記と異なる単位を用いてもよい。 In addition, each unit used by said description is an illustration, You may use a unit different from the above, as long as the same unit is used for the same kind of quantity.
次に、マルチビーム光源装置11について、図2〜図7を用いて説明する。なお、同一の機能を有する部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
Next, the multi-beam
図2は、マルチビーム光源装置11の一構成例を示す概略図である。図2に示すマルチビーム光源装置11は、光源21と、光変調素子アレイ24とを備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the multi-beam
光源21は、単一の光ビームを射出する部材である。
The
光変調素子アレイ24は、図3に示すように、8個の光変調素子30を備えている。この光変調素子30は、それぞれ、光源21から射出された単一のビームを反射させるか透過させるかを、自身に印加される電圧に応じて切り換える光変調素子である。
The light
図3では、各光変調素子30は、自身に電圧が印加されている時はビームを反射させ、電圧が印加されていない時はビームを透過させる。
In FIG. 3, each
なお、図3では、光変調素子アレイ24は、8個の光変調素子30を備えている。しかし、光変調素子30の数は、複数本のビームをマルチビーム光源装置11から射出できるように複数個設けられていれば、特に限定されない。
In FIG. 3, the light
また、図3では、各ビームが主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成する像を副走査方向において等間隔に並ばせるための構成として、光変調素子30を、一直線上に等間隔に配列している。しかしながら、光変調素子30の配列は、これに限られるものではない。図4は、光変調素子30の他の配列例を示す図である。例えば、図4に示すように、光変調素子30を、マトリクス状に配列し所定の角度θだけ傾けた構成としてもよい。この場合も、各光変調素子30同士の間隔および所定の角度θを適宜調節することにより、各ビームが主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成する像を副走査方向において等間隔に並ばせることができる。
In FIG. 3, the
図2に示すマルチビーム光源装置11では、光変調素子30によって反射したビームを、装置外部に出力する構成となっている。よって、各光変調素子30に対して電圧を印加するか否かを、露光装置2の制御部16が制御することにより、マルチビーム光源装置11からビームを外部に出力するか否かを切り換えられる。
The multi-beam
具体的には、制御部16は、図示しないセンサによって反射面13sの回転角度を検出し、検出した回転角度に基づいて、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがあるか否かを判断する。マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがある期間には、制御部16は、光変調素子30に対して電圧を印加するように、図示しない電圧供給源を制御する。一方、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがない期間には、制御部16は、光変調素子30へ電圧を印加しないように、図示しない電圧供給源を制御する。
Specifically, the
これにより、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがある期間には、マルチビーム光源装置11からのビームの出力をオンにでき、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがない期間には、マルチビーム光源装置11からのビームの出力をオフにできる。その結果、反射面13s以外の部分によって反射されたビームが感光体ドラム3の表面上に照射されることはなくなるので、感光体ドラム3の表面上に不要なビームが入射することによる、静電潜像の品位低下を防止できる。
As a result, during the period in which the reflecting
図2の構成によれば、光源21から射出された単一のビームを、複数の光変調素子30によって反射させることにより、複数本のビームに分割できる。その際、分割されたそれぞれのビームについて、ビームの出力をオンにするかオフにするかを、個別に切り換えることができるので、各ビームにより露光パターンを形成できる。
According to the configuration of FIG. 2, a single beam emitted from the
図5は、マルチビーム光源装置11の他の構成例を示す概略図である。図2に示すマルチビーム光源装置11では、光変調素子30によって反射されたビームを、装置外部に出力する構成となっているが、図5に示すように、光変調素子30を透過したビームを、装置外部に出力する構成とすることもできる。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the multi-beam
ところで、上述したように、図3の構成における光変調素子30は、自身に電圧が印加されている時はビームを反射させる一方、電圧が印加されていない時はビームを透過させる。しかし、これとは逆に、自身に電圧が印加されている時はビームを透過させる一方、電圧が印加されていない時はビームを反射させる構成の光変調素子を用いてもよい。
By the way, as described above, the
図6は、マルチビーム光源装置11のさらに他の構成例を示す概略図である。図6に示すマルチビーム光源装置11は、光源21と、回折格子(分割手段)22と、光学レンズ(集光手段)23と、光変調素子アレイ24とを備えている。なお、特許請求の範囲に記載した分割手段に相当する部材は、図6の構成においては、回折格子22である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing still another configuration example of the multi-beam
回折格子22は、光源21から射出された単一のビームを、複数本のビームに分割する部材である。光学レンズ23は、回折格子22によって分割されたビームを集光する部材である。
The
光源21から射出された単一のビームは、まず、回折格子22によって、複数本のビームに分割される。その後、この複数本のビームは、光学レンズ23によって光変調素子アレイ24上に集光される。光変調素子アレイ24上に集光されたビームは、それぞれのビームと1対1に対応する光変調素子30によって反射または透過される。光変調素子30によって反射されたビームは、コリメータレンズ12に入射する。
A single beam emitted from the
図6の構成によれば、回折格子22による分割後の各ビームを、該ビームに対応する光変調素子30によって反射または透過させるので、回折格子22による分割後の各ビームについて、ビームの出力をオンにするかオフにするかを、個別に切り換えることができる。また、回折格子22による分割後の各ビームを光学レンズ23によって集光することにより、各ビームのビーム径が小さくなる。したがって、小さくなったビーム径に応じて、光変調素子30を小型化できる。また、光変調素子30を小型化することにより、ビームを反射させるか透過させるかの切り換えがより高速となる。したがって、光変調素子30を小型化すれば、各ビームの出力をオンにするかオフにするかの切り換えを、より高速に行うことができる。
According to the configuration of FIG. 6, each beam after the division by the
図6は、簡略化のため、回折格子22によってビームを3本に分割する場合を記載しているが、回折格子以外の部材によってビームを分割してもよい。また、分割後のビームの数は、3本に限らず、2本でもよいし、4本以上でもよい。
FIG. 6 shows a case where the beam is divided into three beams by the
回折格子を用いてビームを分割する構成とすれば、複数の光学素子を用いてビームを分割する構成に比べて、ビームが経由する光学素子の数を減らすことができる。したがって、ビームの光量損失を低減できる。また、回折格子を用いる場合は、分割後の各ビームの光量が均一となるように、格子溝深さと格子断面形状とを最適化することが好ましい。 If the beam is split using a diffraction grating, the number of optical elements through which the beam passes can be reduced as compared with a configuration in which a beam is split using a plurality of optical elements. Therefore, the light quantity loss of the beam can be reduced. In addition, when using a diffraction grating, it is preferable to optimize the grating groove depth and the grating cross-sectional shape so that the light quantity of each beam after division is uniform.
また、図6では、光変調素子30によって反射されたビームを、装置外部に出力する構成となっているが、光変調素子30を透過したビームを、装置外部に出力する構成とすることもできる。
In FIG. 6, the beam reflected by the
また、マルチビーム光源装置11として、例えばマルチビームレーザ、面発光レーザアレイ(VCSEL)などの、2個以上の発光部を有する光源装置を用いてもよい。これらの光源装置を用いる構成では、露光装置2の制御部16は、各発光部へ電圧を印加するか否かを切り換えることにより、マルチビーム光源装置11からのビームの出力をオンにするかオフにするかを切り換えることができる。さらに、ビームを分割するための光学系が不要になるので、マルチビーム光源装置11を小型化できる。
Further, as the multi-beam
また、マルチビーム光源装置11として2個以上の発光部を有する光源装置を用いた場合も、図4に示した構成と同様にして、各発光部を、マトリクス状に配列し所定の角度θだけ傾けた構成としてもよい。この場合も、各発光部同士の間隔および所定の角度θを適宜調節することにより、各ビームが主走査方向に沿って感光体ドラム3の表面上に形成する像を副走査方向において等間隔に並ばせることができる。
In addition, when a light source device having two or more light emitting units is used as the multi-beam
図7は、マルチビーム光源装置11のさらに他の構成例を示す概略図である。図7に示すマルチビーム光源装置11は、光源41a・41b、コリメータレンズ42a・42b、反射面43a・43b、偏光ビームスプリッタ44、および、光検出器45を備えている。
FIG. 7 is a schematic diagram showing still another configuration example of the multi-beam
2つの光源41a・41bは、それぞれ単一のビームを射出する部材である。コリメータレンズ42a・42bは、それぞれ、光源41a・41bから射出されたビームを平行光にするレンズである。反射面43a・43bは、それぞれ、コリメータレンズ42a・42bによって平行光となったビームを反射させる部材である。
The two
偏光ビームスプリッタ44は、自身に入射する各ビームをそれぞれ分割する部材である。
The
光検出器45は、自身に入射したビームから、各光源の相対的な位置情報や光量情報を検出する部材である。
The
光源41aから射出されたビームは、コリメータレンズ42aによって平行化された後、反射面43aによって反射される。反射面43aによって反射されたビームは、偏光ビームスプリッタ44によって、2本のビームに分割される。偏光ビームスプリッタ44は、この2本のビームのうち一方については、偏向することなく透過させることにより、マルチビーム光源装置11の外部に射出する。また、偏光ビームスプリッタ44は、上記2本のビームのうち他方については、偏向することにより、光検出器45に入射させる。
The beam emitted from the
一方、光源41bから射出されたビームは、コリメータレンズ42bによって平行化された後、反射面43bによって反射される。反射面43bによって反射されたビームは、偏光ビームスプリッタ44によって、2本のビームに分割される。偏光ビームスプリッタ44は、この2本のビームのうち一方については、偏向することなく透過させることにより、光検出器45に入射させる。また、偏光ビームスプリッタ44は、上記2本のビームのうち他方については、偏向することにより、マルチビーム光源装置11の外部に射出する。
On the other hand, the beam emitted from the
このようにして、偏光ビームスプリッタ44からは、光源41aから射出されたビームの一部と、光源41bから射出されたビームの一部とが、マルチビーム光源装置11の外部に射出される。一方、光検出器45は、光源41aから射出されたビームの他の一部と、光源41bから射出されたビームの他の一部とを受光する。そして、光検出器45は、受光したビームに基づいて、光源41a・41bの相対的な位置情報や、光源41a・41bから射出された各ビームの光量情報を検出する。
In this way, a part of the beam emitted from the
図7の構成によれば、コリメータレンズ42a・42b、反射面43a・43b、および偏向ビームスプリッタ44の設定を適宜変更することにより、光源41a・41bから射出された各ビームをマルチビーム光源装置11の外部へ射出する際の、ビーム同士の間隔やビームの射出方向を任意に設定できる。
According to the configuration of FIG. 7, by appropriately changing the settings of the
なお、ここでは偏光ビームスプリッタを用いているが、自身に入射したビームを分割し、分割後のビームのうち少なくとも1本を透過させ、少なくとも他の1本を偏向させることができる手段であれば、他の手段を用いてもよい。 Although a polarization beam splitter is used here, any means can be used as long as it can split a beam incident on itself, transmit at least one of the divided beams, and deflect at least another. Other means may be used.
なお、図7に示した例では、光源の数を2つとして説明したが、光源の数は3つ以上でもよい。 In the example shown in FIG. 7, the number of light sources is two, but the number of light sources may be three or more.
上述したマルチビーム光源装置11の各構成においては、マルチビーム光源装置11から射出されるビームの光路上に反射面13sがない期間には、マルチビーム光源装置11からのビームの出力をオフにしている。しかし、これに限らず、偏向ミラー13の反射面13s以外の部分であって、反射面13sの回転に伴ってビームが入射する部分には、ビームの反射を防止する表面処理を施してもよい。そのような処理としては、例えば、艶消しの黒色塗装や表面を粗面加工することで、正反射する光量を減少させる方法と、反射光を上下に回折させてFθレンズに入射しないように、反射面13の図中の上下方向断面が波型や三角形状とする、もしくは、光源波長オーダーの回折格子を形成する方法が挙げられる。このようにビームの反射を防止する表面処理を施すことによっても、反射面13s以外の部分によって反射されたビームが感光体ドラム3の表面上に照射されることはなくなるので、感光体ドラム3の表面上に不要なビームが入射することによる、静電潜像の品位低下を防止できる。
In each configuration of the multi-beam
以上のように、本実施の形態の露光装置2によれば、マルチビーム光源装置11は、複数本のビームを同時に射出し、偏向ミラー13は、単一の反射面13sを備え、上記複数本のビームを、単一の反射面13sにより同時に偏向することにより、偏向後の上記複数本のビームを、感光体ドラム3の表面上の異なる位置に照射する。
As described above, according to the
上記の構成によれば、偏向ミラー13が備えている反射面13sは、単一の反射面である。それゆえ、偏向ミラー13は、ポリゴンミラーよりも簡易な構成となっている。また、反射面が1つしかないので、反射面と反射面の回転軸とがなす角度が反射面ごとに異なる、ということはない。このため、反射面と反射面の回転軸とがなす角度の反射面毎の差異による不具合を低減するための、シリンドリカルレンズを設ける必要がない。以上の理由から、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成よりも、装置構成を簡略化できる。
According to the above configuration, the reflecting
さらに、6本のビームを感光体ドラム3の表面上の異なる位置に照射するので、感光体ドラム3の表面上を、6本のビームによって同時に走査できる。このため、6つの反射面を有するポリゴンミラーにより1本のビームを偏向する構成に劣らない走査速度を実現できる。さらに、ビーム数を12本、24本と増やせば、走査速度を2倍、4倍とすることができる。
Furthermore, since six beams are irradiated to different positions on the surface of the
したがって、上記の構成によれば、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現可能な露光装置2を提供できる。
Therefore, according to said structure, the
以下に、本実施の形態の露光装置2における露光処理フローについて説明する。
Below, the exposure process flow in the
まず、マルチビーム光源装置11により、6本のビームを同時に射出する(S1;ビーム射出ステップ)。 First, six beams are simultaneously emitted by the multi-beam light source device 11 (S1; beam emission step).
次に、マルチビーム光源装置11から射出した6本のビームを、偏向ミラー13の単一の反射面13sにより同時に偏向し、偏向後の6本のビームを感光体ドラム3の表面上の異なる位置(より具体的には、副走査方向において互いに異なる位置)に照射する(S2;偏向ステップ)。
Next, the six beams emitted from the multi-beam
以上のステップの結果、感光体ドラム7の表面上に照射された6本のビームは、偏向ミラー13の反射面13sの回転に伴って、図1中の矢印B方向(主走査方向)に向かって、感光体ドラム3の表面上を走査する。
As a result of the above steps, the six beams irradiated on the surface of the photosensitive drum 7 are directed in the arrow B direction (main scanning direction) in FIG. 1 as the reflecting
また、反射面13sの回転に伴い、感光体ドラム3も、図1中の矢印C方向に回転する。したがって、感光体ドラム3の回転によって、反射面13sによって反射されたビームによる、感光体ドラム3の表面上における、図中の矢印D方向(副走査方向)に関する走査が行われる。
Further, along with the rotation of the reflecting
このような、反射面13sの回転による主走査方向への走査と、感光体ドラム3の回転による副走査方向への走査とによって、露光された感光体ドラム3の表面上には、静電潜像が形成される。
Due to the scanning in the main scanning direction by the rotation of the reflecting
上記の方法によれば、偏向ミラー13が備えている反射面13sは、単一の反射面である。それゆえ、偏向ミラー13は、ポリゴンミラーよりも簡易な構成となっている。また、反射面が1つしかないので、反射面と反射面の回転軸とがなす角度が反射面ごとに異なる、ということはない。このため、反射面と反射面の回転軸とがなす角度の反射面毎の差異による不具合を低減するための、シリンドリカルレンズを設ける必要がない。以上の理由から、ポリゴンミラーによりビームを偏向する構成よりも、装置構成を簡略化できる。
According to the above method, the reflecting
さらに、6本のビームを感光体ドラム3の表面上の異なる位置に照射するので、感光体ドラム3の表面上を、6本のビームによって同時に走査できる。このため、6つの反射面を有するポリゴンミラーにより1本のビームを偏向する構成に劣らない走査速度を実現できる。さらに、ビーム数を12本、24本と増やせば、走査速度を2倍、4倍とすることができる。
Furthermore, since six beams are irradiated to different positions on the surface of the
したがって、上記の方法によれば、従来よりも装置構成を簡略化しつつ、従来に劣らない走査速度を実現可能な露光方法を提供できる。 Therefore, according to the above method, it is possible to provide an exposure method capable of realizing a scanning speed not inferior to the conventional one while simplifying the apparatus configuration as compared with the conventional one.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、複写機やプリンタといった画像形成装置における露光装置、およびこの露光装置を備えた画像形成装置に利用可能である。 The present invention is applicable to an exposure apparatus in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and an image forming apparatus provided with this exposure apparatus.
1 画像形成装置
2 露光装置
3 感光体ドラム(感光材)
11 マルチビーム光源装置(ビーム射出手段)
13 偏向ミラー(偏向手段)
13s 反射面
16 制御部(出力制御手段)
21 光源
22 回折格子(分割手段)
23 光学レンズ(集光手段)
30 光変調素子(分割手段)
41a・41b 光源(発光部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 Multi-beam light source device (beam emission means)
13 Deflection mirror (deflection means)
21
23 Optical lens (Condensing means)
30 Light modulation element (dividing means)
41a / 41b Light source (light emitting part)
Claims (12)
上記ビーム射出手段は、複数本のビームを同時に射出し、
上記偏向手段は、上記反射面として単一の反射面を備え、
上記単一の反射面により偏向された後の上記複数本のビームを上記感光材の表面上の異なる位置に照射することを特徴とする露光装置。 Beam emitting means for emitting a beam, and deflecting means for deflecting the beam emitted from the beam emitting means by a rotatable reflecting surface, and the deflected beam is moved to the surface of the photosensitive material as the reflecting surface rotates. In an exposure apparatus that scans up and exposes the surface of the photosensitive material,
The beam emitting means emits a plurality of beams simultaneously,
The deflection means includes a single reflecting surface as the reflecting surface,
An exposure apparatus for irradiating different positions on the surface of the photosensitive material with the plurality of beams deflected by the single reflecting surface.
上記感光体ドラムの周長をLと、
上記感光体ドラムの単位時間あたりの回転数をbと、
上記反射面の回転に伴い、偏向後のビームが上記感光体ドラムの表面を走査する際の走査方向を主走査方向と、
上記感光体ドラムの回転方向とは逆の方向を副走査方向と、
主走査方向への1回の走査によって上記感光体ドラムの表面上に形成される画像領域の副走査方向長さをd1とすると、
上記反射面の上記単位時間あたりの回転数aは、Lとd1との単位を同一とした場合、
a<L×b/d1
で示されることを特徴とする請求項1記載の露光装置。 The photosensitive material is a rotatable photosensitive drum,
The circumferential length of the photosensitive drum is L,
The number of rotations per unit time of the photosensitive drum is b,
With the rotation of the reflecting surface, the scanning direction when the deflected beam scans the surface of the photosensitive drum is the main scanning direction,
The direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum is a sub-scanning direction,
When the length of the image area formed on the surface of the photosensitive drum by one scanning in the main scanning direction is d 1 in the sub-scanning direction,
The rotation speed a per the unit time of the reflective surface, when the same units of L and d 1,
a <L × b / d 1
The exposure apparatus according to claim 1, wherein
上記回転数aは、d1とd2との単位を同一とした場合、
a=L×b/(d1+d2)
で示されることを特徴とする請求項2記載の露光装置。 Each of the plurality of beams is an image formed on the surface of the photosensitive drum along the main scanning direction, and an interval between adjacent images in the sub-scanning direction along the surface of the photosensitive drum is constant. If the interval is d 2 ,
In the case where the unit of d 1 and d 2 is the same, the rotational speed a is
a = L × b / (d 1 + d 2 )
The exposure apparatus according to claim 2, wherein
上記出力制御手段は、上記複数本のビームの光路上に上記偏向手段の反射面がない期間は、上記ビーム射出手段からのビームの出力をオフにすることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の露光装置。 Output control means for switching whether to turn on or off the output of the plurality of beams from the beam emitting means,
4. The output control means according to claim 1, wherein the output control means turns off the output of the beam from the beam emitting means during a period when there is no reflecting surface of the deflecting means on the optical path of the plurality of beams. The exposure apparatus according to any one of the above.
単一のビームを射出する光源と、
上記光源から射出された単一のビームを上記複数本のビームに分割する分割手段とを備えていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の露光装置。 The beam emitting means is
A light source that emits a single beam;
6. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a splitting unit that splits a single beam emitted from the light source into the plurality of beams.
上記各光変調素子は、上記光源から射出された単一のビームを反射させるか、透過させるかを切り換えることを特徴とする請求項6記載の露光装置。 The dividing means includes a plurality of light modulation elements, and all the light modulation elements reflect a single beam emitted from the light source, thereby dividing the plurality of beams,
7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein each of the light modulation elements switches whether to reflect or transmit a single beam emitted from the light source.
上記反射または透過したビームが上記反射面によって偏向されることを特徴とする請求項6記載の露光装置。 The beam emitting means includes a condensing means for condensing the plurality of beams divided by the dividing means, and reflects a beam incident on the element for each of the beams condensed by the condensing means. Individually equipped with light modulation elements that switch between transmission and transmission,
7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the reflected or transmitted beam is deflected by the reflecting surface.
上記ビーム射出ステップでは、複数本のビームを同時に射出し、
上記偏向ステップでは、上記反射面として単一の反射面を用いて上記複数本のビームを同時に偏向することにより、偏向後の上記複数本のビームを上記感光材の表面上の異なる位置に照射することを特徴とする露光方法。 A beam emitting step for emitting the beam, and a deflection step for deflecting the emitted beam by a rotatable reflecting surface, and the deflected beam is scanned on the surface of the photosensitive material as the reflecting surface rotates. In an exposure method for exposing the photosensitive material,
In the beam injection step, a plurality of beams are simultaneously emitted,
In the deflection step, the plurality of beams are simultaneously deflected using a single reflecting surface as the reflecting surface, so that the deflected plurality of beams are irradiated to different positions on the surface of the photosensitive material. An exposure method characterized by the above.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6411222A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Canon Kk | Image recorder |
JPH05107492A (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-30 | Minolta Camera Co Ltd | Light beam scanning optical system |
JPH0954263A (en) * | 1995-08-10 | 1997-02-25 | Canon Inc | Laser scanning optical device |
JP2000019439A (en) * | 1998-07-01 | 2000-01-21 | Topcon Corp | Laser recording device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6411222A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Canon Kk | Image recorder |
JPH05107492A (en) * | 1991-10-18 | 1993-04-30 | Minolta Camera Co Ltd | Light beam scanning optical system |
JPH0954263A (en) * | 1995-08-10 | 1997-02-25 | Canon Inc | Laser scanning optical device |
JP2000019439A (en) * | 1998-07-01 | 2000-01-21 | Topcon Corp | Laser recording device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103418911A (en) * | 2012-05-21 | 2013-12-04 | 武汉金至园科技有限公司 | Narrow-space laser marking method and marking machine thereof |
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