JP2564815B2 - 光走査式画像形成装置 - Google Patents

光走査式画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばレーザビームプリンタやレーザCOM
システム等の光走査式画像形成装置であって、詳しく
は、画像情報に応じた変調光ビームを感光体上に結像し
て走査する照射光学系を設け、この照射光学系と前記感
光体との間に、前記光ビームの走査方向に沿った光ビー
ム通過用スリットを備えた光ビーム規制具を介装してあ
る光走査式画像形成装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の光走査式画像形成装置は、光ビーム規
制具のみを用いて光ビームを規制するものであった。つ
まり、光ビーム規制具の光ビーム通過用スリットを通過
した光ビームのみを感光体に到達させることにより、照
射光学系の有する誤差等に起因して光ビームが走査方向
に直交する方向に微動しつつ走査された場合であって
も、感光体上に形成された像が走査方向に波打ったもの
になることを防止するように構成されていた(例えば、
特開昭56−66815号公報参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上述した従来構成による場合には、次のよう
な問題があった。
つまり、光ビーム規制具の光ビーム通過用スリットを
通過する光ビームは、このスリットによって回折されて
広がるから、感光体上での光ビームの径を小さなものに
して走査線密度を高めるためには、光ビーム通過用スリ
ット、即ち、光ビーム規制具を感光体の近くに設ける必
要があった。
具体的に言うと、今、感光体上での走査方向に直交す
る方向の光ビームの径、及び、光ビーム規制具と感光体
との距離について考察した場合、光ビーム通過用スリッ
トによる回折で感光体上での像にボケが生じない範囲
は、 l<W2/λ − 但し、 l:光ビーム規制具と感光体との距離 W:光ビーム通過用スリットの幅 λ:光ビームの波長 となる。そして、この範囲内では、次の式が成立す
る。
d〜λ・l/W − 但し、 d:感光体上での像のボケ量 感光体上での走査方向に直交する方向の光ビームの径
(以下、副走査方向ビーム径と称する) [D]は、 D=W+d − であるから、式及び式を用いて光ビーム通過用スリ
ットの幅[W]をパラメータとして、副走査方向ビーム
径[D]、及び、光ビーム規制具と感光体との距離(以
下、離隔距離と称する)[l]の関係を求めることがで
きる。
通常、この種の光走査式画像形成装置において光ビー
ムとして多用されるレーザビームを例にとり、その波長
[λ]として λ=780×10-6 を代入して上述の関係を描いたものが、第4図のグラフ
である。図中[a]ないし[d]のラインは、夫々、光
ビーム通過用スリットの幅[W]が、[0.12mm]、[0.
10mm]、[0.08mm]、及び、[0.07mm]の場合を示して
いる。
このグラフから分かるように、例えば解像力が[400d
pi]のプリンタにおいて通常適当と考えられる[100μ
m]の副走査方向ビーム径[D]を得るためには、光ビ
ーム通過用スリットの幅[W]が[70μm]の場合であ
っても、離隔距離[l]は[3mm]以下にしなければな
らない。
上記実情に鑑み、本願発明の目的は、光ビーム規制具
を配置したことにより、光ビームが光ビーム規制具によ
って回折されて広がり、感光体に到達する光ビームが走
査方向に波打ち、走査線密度が低下するといった技術課
題を解決するとともに、該技術課題を解決するために、
光ビーム規制具と感光体との間にシリンドリカルレンズ
を配置する場合において、シリンドリカルレンズ径をよ
り小さく構成することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本願発明による光走査式画像形成装置の特徴構成は、
画像情報に応じた変調光ビームを感光体上に結像して走
査する照射光学系を設け、該照射光学系と前記感光体と
の間に、前記光ビームの走査方向に沿った位置に配置さ
れる光ビーム規制具を介装してある光走査式画像形成装
置において、前記光ビーム規制具と前記感光体との間に
配置された副走査方向に正のパワーを有するシリンドリ
カルレンズと、該シリンドリカルレンズの表面に光ビー
ム規制具としての被膜を蒸着したことにある。
〔作用〕
本願発明では、シリンドリカルレンズの表面に光ビー
ム規制具としての被膜を蒸着したことにより、空気を介
さず、シリンドリカルレンズに光ビーム規制具によって
回折される光を入射させることができる。
〔実施例〕
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明による光走査式画像形成装置の一例
であるレーザビームプリンタの概略構成を示している。
記録すべき画像情報は、イメージコントロール回路
(1)内のイメージメモリ(1a)から読み出され、レー
ザ駆動装置(2)に入力される。レーザ駆動装置(2)
は、この画像情報に基づいた励起電流を半導体レーザ
(3)に出力する。半導体レーザ(3)からは、この励
起電流によって直接変調されたレーザビーム(B)が発
振される。
このレーザビーム(B)は、コリメータメンズ(4A)
によって平行光にされ、シリンドリカルレンズ(4B)に
よって、縦長の楕円形断面となるように整形された後、
高速回転するポリゴンミラー(5)のある反射面(5a)
で反射される。反射後のレーザビーム(B)はfθレン
ズ(6)によって収束され、表面が一様に帯電された感
光体ドラム(7)上に結像され、その強度に応じて結像
位置の帯電電位を減衰させる。
ポリゴンミラー(5)の回転で、平行光となって入射
するレーザビーム(B)に対する各反射面(5a)の傾き
が変化する。これにより、反射後のレーザビーム(B)
は、感光体ドラム(7)の長手方向に向かって走査され
る(この方向が主走査方向である)。
即ち、ポリゴンミラー(5)及びfθレンズ(6)等
により、画像情報に応じた変調光ビームであるレーザビ
ーム(B)を感光体である感光体ドラム(7)上に結像
して走査する照射光学系(IS)が構成されている。
一方、感光体ドラム(7)は、ポリゴンミラー(5)
の回転に同期して一定速度で回転するように構成されて
いる(この回転方向が副走査方向である)。
そして、この感光体ドラム(7)の回転に伴って前述
のレーザビーム(B)の走査が繰り返されることによっ
て、感光体ドラム(7)上に画像情報に応じた静電潜像
が形成されるのである。
その後、図示は省略するが、着色顔料であるトナーを
この静電潜像に選択付着させて現像する。そして、出力
用紙をトナー付着面に密着させて紙面上にトナーを転写
する。さらに、加熱によってこのトナーを融解して出力
用紙に定着させ、出力画像を得る。
また、感光体ドラム(7)よりも走査上手側に、フォ
トセンサ(8)を設けてある。このフォトセンサ(8)
は、ポリゴンミラー(5)で反射された後のレーザビー
ム(B)によって走査されたときに光電流を出力する。
この光電流は、波形整形回路(9)によって整形され、
一定時間後、即ち、走査されるレーザビーム(B)がフ
ォトセンサ(8)の位置から感光体ドラム(7)の記録
開始位置に到達するのに相当する時間後に、同期信号
(SOS)としてイメージコントロール回路(1)に入力
される。
この同期信号(SOS)を受けて、イメージコントロー
ル回路(1)においては、内蔵されたイメージメモリ
(1a)からの、1行分の画像情報の読出しが開始され
る。そして、レーザ駆動回路(2)は、イメージメモリ
(1a)から読み出された画像情報を受け、それに基づい
た半導体レーザ(3a)への励起電流の出力を開始するよ
うに構成されている。
この同期信号(SOS)は、感光体ドラム(7)の回転
方向、即ち、副走査方向に対して、繰り返されるレーザ
ビーム(B)の走査により形成される静電潜像の開始位
置を揃えるためのものである。
つまり、ポリゴンミラー(5)の各反射面(5a)の角
分割精度には若干の製作誤差がある。また、ポリゴンミ
ラー(5)の回転ムラや回転に伴う振動がある。そのた
め、レーザビーム(B)の走査域が副走査方向に必ずし
も揃ったものにならないことがあり、これが記録のジッ
タの原因になる。
そこで、フォトセンサ(8)によってレーザビーム
(B)が受光された時を基準にして、感光体ドラム
(7)上に走査されるレーザビーム(B)に対する変調
の開始を制御することで、記録のジッタの発生を回避す
るようにしてある。
一方、第2図に示すように、主走査方向に沿った光ビ
ーム通過用スリット(S)を備えた光ビーム規制具(1
0)は、副走査方向にのみ正のパワーを有するシリンド
リカルレンズ(11)よりも光源側に設けられているとと
もに、シリンドリカルレンズ(11)の表面には遮光用の
被膜が蒸着されて形成されている。
光ビーム規制具(10)の光ビーム通過用スリット
(S)は、その幅が入射されるレーザビーム(B)の副
走査方向の径よりも若干大きく形成されている。そし
て、この光ビーム通過用スリット(S)を通過したレー
ザビーム(B)のみを感光体ドラム(7)に到達させる
ことで、感光体ドラム(7)上に形成される静電潜像が
主走査方向に波打ったものとなることを防止するように
構成されている。
つまり、照射光学系(IS)の構成部品、例えばポリゴ
ンミラー(5)やfθレンズ(6)等の製作誤差や取付
誤差、或いは、ポリゴンミラー(5)の回転に伴う振動
等によって、レーザビーム(B)が副走査方向に揺れな
がら走査されることがあり、これが画像の主走査方向の
波打ちや主走査ラインのピッチむらの原因になる。
そこで、縦長の楕円形断面をもったレーザビーム
(B)を走査する際に、その上下を光ビーム規制具(1
0)によって遮光し、残りの部分のみを光ビーム通過用
スリット(S)を通過させることで、感光体ドラム
(7)に到達するレーザビーム(B)の副走査方向の径
及びピッチが常に同じになるようにしてある。
また、この光ビーム規制具(10)の近傍に設けられた
シリンドリカルレンズ(11)は、それの持つ副走査方向
の正のパワーによってレーザビーム(B)を副走査方向
に収束させるものであり、この収束作用によって、レー
ザビーム(B)が光ビーム通過用スリット(S)を通過
する際の回折作用で副走査方向に発散してその径が大き
くなることを防止するものである。
従って、感光体ドラム(7)上でのビームスポットの
大径化を来すことなく、光ビーム規制具(10)を感光体
ドラム(7)の表面からこのシリンドリカルレンズ(1
1)の焦点距離程度離すことができ、トナー等による光
ビーム規制具(10)の汚れを防止することができる。
さらに、光ビーム規制具(10)は導電性材料から形成
されており、感光体ドラム(7)上の静電潜像を現像す
る際に用いる導電性のトナーと逆の電位に帯電されてい
る。従って、光ビーム規制具(10)に対するトナー付着
による汚れを、より一層少なくすることができる。
光ビーム規制具(10)とシリンドリカルレンズ(11)
との具体的構成は適宜変更可能である。次にその数例を
示す。
第3図に示すものは、シリンドリカルレンズ(11)の
平坦面を光源側に向け、このシリンドリカルレンズ(1
1)よりも光源側に、光ビーム規制具(10)を設けたも
のである。
先の実施例においては、本発明による光走査式画像形
成装置として、感光体ドラム(7)に対するレーザビー
ム(B)の走査で一旦静電潜像を形成したのち、この静
電潜像を現像して記録紙上に転写する間接型のレーザビ
ームプリンタを例にとって説明した。本発明による光走
査式画像形成装置としては、その他、レーザビーム
(B)の結像走査により、感光紙に直接記録する直接型
のレーザビームプリンタであってもよい。さらに、本発
明による光走査式画像形成装置としては、それらレーザ
ビームプリンタの他、マイクロフィルム上にマイクロイ
メージを写し込むレーザCOMシステムや、銀塩フィルム
上にCT画像を写し込むレーザイメージャ等であってもよ
い。
〔発明の効果〕
本願発明では、シリンドリカルレンズの表面に光ビー
ム規制具としての被膜を蒸着したことにより、空気を介
さず、シリンドリカルレンズに光ビーム規制具によって
回折される光を入射させることができる。従って、光ビ
ーム規制具によって回折される光の広がり角(回折角)
を小さくでき、シリンドリカルレンズ径をより小さく構
成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、本発明に係る光走査式画
像形成装置の実施例を示し、第1図は概略構成図、第2
図並びに第3図は要部の断面図である。第4図は光ビー
ム規制具と感光体との距離に対する光ビームの径の関係
を示すグラフである。 (7)……感光体、(10)……光ビーム規制具、(11)
……シリンドリカルレンズ、(B)……変調光ビーム、
(S)……光ビーム通過用スリット、(IS)……照射光
学系。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像情報に応じた変調光ビームを感光体上
    に結像して走査する照射光学系を設け、該照射光学系と
    前記感光体との間に、前記光ビームの走査方向に沿った
    位置に配置される光ビーム規制具を介装してある光走査
    式画像形成装置において、 前記光ビーム規制具と前記感光体との間に配置された副
    走査方向に正のパワーを有するシリンドリカルレンズ
    と、 該シリンドリカルレンズの表面に光ビーム規制具として
    の被膜を蒸着したこと、 を特徴とする光走査式画像形成装置。
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