JP3028633B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像記録装置に関し、特
に感光体や静電記録体等の像担持体である記録媒体面上
を画像情報に基づいて光変調された光束（光ビーム）で
走査することにより画像記録するようにした例えば電子
写真プロセスを有するレーザービームプリンタやカラー
レーザービームプリンター、マルチカラーレーザービー
ムプリンター等の装置に好適な画像記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザ光源から画像情報に基づ
いて光変調されたレーザ光により回転多面鏡等の偏向器
やｆθ特性を有するレンズ系等を有した走査光学系を介
して記録媒体面上を光走査して画像情報を記録するよう
にした画像記録装置が種々と提案されている。

【０００３】これらの画像記録装置では、記録媒体上に
画像情報に応じて、光ビームの照射、非照射を制御し、
露光部あるいは非露光部を顕像化することにより画像を
記録している。

【０００４】又一般的に、この種の画像記録装置では、
記録密度として例えば３００ｄｐｉであれば、多くの場
合その１種類の走査密度により画像記録を行なうように
している。

【０００５】これに対して本出願人は特開平２−１９３
１６６号公報において１台の画像記録装置で走査光学系
を構成する回転多面鏡（スキャナモータ）の回転数を変
えて複数の走査密度で画像記録を行うことのできる画像
記録装置を提案している。

【０００６】同公報では照射光強度を変えることにより
光ビームの見かけ上のスポット径を制御して記録密度を
変えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】走査密度を変える際、
照射光強度を変えてスポット径を制御する場合には例え
ばスポット径を２倍にすると、照射光強度も約２倍にす
る必要がある。このとき、記録媒体として耐光性の高い
ものを用いればよいが、例えばＯＰＣドラム等の様に、
耐光性の低いものを用いると、強露光によりＯＰＣドラ
ムの帯電能が劣化して所謂ドラムゴーストが発生すると
いった問題点が生じてくる。

【０００８】本発明は走査密度を切り替えて画像記録を
行う際、記録媒体表面の照射光強度（光ビーム強度）を
あまり強くすることなく、走査密度に応じて光ビームの
スポット径に制御し、どのような走査密度においても良
好なる画像を記録することができる画像記録装置の提供
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像記録装置
は、画像情報に基づいて光変調した光源手段からの光ビ
ームを光学系を介して記録媒体面上に導光して、該画像
情報を記録する際、走査密度に応じて光束制御手段によ
り光ビームのフォーカス状態を制御することにより、該
記録媒体面上の該光ビームのスポット径を変えて記録す
ると共に、該光源手段を複数のＬＥＤアレイより構成
し、該光学系を複数の集光レンズアレイより構成し、走
査密度に応じて該複数のＬＥＤアレイより何本かを選択
して使用するようにしたことを特徴としている。

【００１０】又本発明の画像記録装置は、画像情報に基
づいて光変調した光源手段からの光ビームを走査光学系
を介して記録媒体面上に導光して該記録媒体面上に該画
像情報を記録する際、該光源手段は複数のＬＥＤアレイ
を有し、該走査光学系は複数の集光レンズアレイを有
し、走査密度に応じて該複数のＬＥＤアレイより何本か
を選択して使用するとともに光束制御手段により該記録
媒体面上における光ビームのフォーカス状態を制御して
該光ビームのスポット径を変えて記録するようにしたこ
とを特徴としている。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。

【００１２】図中１ａはＬＤ基板であり、レーザードラ
イバー及び半導体レーザチップ（レーザ）等の光源手段
１（以下「レーザ１」という。）を載置している。レー
ザ１からは画像情報に基づいて光変調したレーザ光を放
射している。２はコリメーターレンズであり、レーザ１
から放射したレーザ光を平行光束としている。３はシリ
ンドリカルレンズであり、コリメーターレンズ２からの
平行光束を主走査断面内（紙面内）に集光し、偏向器と
しての複数の反射面を有する回転多面鏡（ポリゴンミラ
ー）４の１つの反射面４ａに入射させている。

【００１３】回転多面鏡４は矢印４ｂ方向に駆動手段と
してのモータ８により等速に回転している。回転多面鏡
４の反射面４ａで反射したレーザ光はトーリックレンズ
５で再度平行光束としｆ−θ特性を有するレンズ系６に
より集光して被走査媒体面（記録媒体面）としての像担
持体面（不図示）に導光している。そして回転多面鏡４
を回転させ、光変調したレーザ光により像担持体面上を
主走査方向に光走査している。

【００１４】本実施例ではコリメーターレンズ２からｆ
−θ特性を有するレンズ系６に至る光学系で走査光学系
を構成している。

【００１５】本実施例では以上のようにして記録媒体面
上をレーザ光（光ビーム）で光走査して画像記録を行っ
ている。そして例えば回転多面鏡４の回転速度を変えて
記録媒体面上の走査密度を変えて光走査するときは、そ
れに伴い後述する光束制御手段で光ビームのスポット径
を変化させている。

【００１６】即ち、回転多面鏡の回転速度を速くして走
査密度を高くするときは光ビームのスポット径を小さく
し、逆に回転多面鏡の回転速度を遅くして走査密度を低
くするときは光ビームのスポット径を大きくしている。

【００１７】本実施例ではこのときの光ビームのスポッ
ト径を光束制御手段により光ビームのフォーカス状態を
変えて行っている。即ち走査光学系の記録媒体面上にお
ける集光状態（結像状態）を制御して行っている。

【００１８】次に本実施例の光ビームのフォーカス状態
の制御方法について説明する。

【００１９】図２は本発明の光束制御手段の実施例１の
要部概略図である。同図はコリメーターレンズ２を比較
的重量の重い前群２１と比較的重量の軽い後群２２の２
つのレンズ群より構成している。そして後群２２を光軸
上移動させてコリメーターレンズ２からの射出光束の平
行状態を変えて記録媒体面上における光ビームのスポッ
ト径を制御している。

【００２０】後群２２の駆動方法としては後群２２をば
ね２４及び押えリング２３により固定し、押えリング２
３をギアを介してモータ９で光軸上移動させている。こ
れによりコリメーターレンズ２から射出する光ビームの
フォーカス状態を制御し、記録媒体面上の光ビームのス
ポット径を走査密度に応じて変化させている。

【００２１】図３に本実施例の走査光学系による光ビー
ムのスポット径のディフォーカス特性を示す。図３に示
すように後群２２を光軸上前後に２ｍｍ移動させるとス
ポット径を約２５μｍから１００μｍまで変化させるこ
とができる。

【００２２】本実施例では走査密度として例えば３００
ｄｐｉと６００ｄｐｉとの切り替えを行っている。この
とき走査密度３００ｄｐｉではスポット径は８５μｍ、
走査密度６００ｄｐｉではスポット径は４３μｍが望ま
しいとする。そこで図３に示すように走査密度３００ｄ
ｐｉのときはディフォーカス量を−１．８ｍｍ、走査密
度６００ｄｐｉのときはディフォーカス量を−１．１ｍ
ｍとなるようにモータ９を駆動させている。

【００２３】このように本実施例によれば１つの画像記
録装置により２種類の走査密度で画像記録することがで
き、かつ光ビームの光強度を著しく強くする必要がない
ので記録媒体を損傷することがなく、良好なる状態で画
像記録を行うことができる。

【００２４】尚、本実施例において回転多面鏡の速度及
びコリメーターレンズのディフォーカス量を連続的に変
化させて光ビームのスポット径を連続的に変化させて任
意の走査密度で画像記録することも可能である。又例え
ば走査密度２４０ｄｐｉ、４００ｄｐｉ、そして８００
ｄｐｉといった任意の組合わせの走査密度で画像記録を
行うことも可能である。

【００２５】図４は本発明の実施例２の要部概略図、図
５（Ａ）、（Ｂ）は図４の一部分の断面概略図である。

【００２６】本実施例では図１の実施例１に比べてレン
ズ系６を通過した光ビームを光束制御手段としての可動
の折り返しミラー７を介して記録媒体面上に導光して光
走査をしている点と折り返しミラー７を駆動させて光ビ
ームのフォーカス状態を変化させている点が異ってお
り、その他の構成は同じである。

【００２７】図５（Ａ）に示すように折り返しミラー７
は背面が磁性部材より成っている。そして高い走査密度
で光走査するときは、ばね４２で記録媒体面上における
光ビームのフォーカス状態が合焦位置となるように押し
当てている。又低い走査密度で光走査するときは図５
（Ｂ）に示すようにソレノイド４１を励起し、折り返し
ミラー７を引き付けて光ビームの光路長を変えてフォー
カス状態を変化させている。即ち、光ビームのスポット
径を大きくしている。

【００２８】尚、本実施例ではフォーカス状態を変化さ
せるとスポット径が変わると同時に記録媒体面上の画像
の倍率が変わるのでそれに応じて画像記録の際の画像ク
ロックを補正している。

【００２９】本実施例ではフォーカス状態の制御を、折
り返しミラー７の位置をばね４２で押し当てた状態とソ
レノイド４１で引き付けた状態の２種類で行っている
為、光束制御手段として折り返しミラー７とソレノイド
４１だけの簡単な要素より構成することができるといっ
た特長がある。

【００３０】図６は本発明の実施例３の要部概略図、図
７は図６の一部分の要部断面図である。

【００３１】本実施例では光源手段として２つのＬＥＤ
アレイ６１ａ，６１ｂを用いている。そして各々のＬＥ
Ｄアレイ６１ａ，６１ｂからの画像情報により光変調し
た光束をホルダー６３で保持した集光レンズアレイ６２
ａ，６２ｂを介して記録媒体６５面上に集光している。

【００３２】ＬＥＤアレイ６１ａ，６１ｂは記録媒体６
５の長手方向（紙面に垂直方向）に千鳥状に配置してい
る。高い走査密度で画像を記録するときは２つのＬＥＤ
アレイ６１ａ，６１ｂの双方を用いている。又低い走査
密度で画像記録するときは２つのＬＥＤアレイ６１ａ，
６１ｂのうちの一方を用いて行っている。即ち主走査方
向はＬＥＤアレイを１つおきに間引いた形で用いて高い
走査密度に比べて１／２の走査密度となるようにしてい
る。

【００３３】このとき光束制御手段を構成する駆動モー
タ６４により集光レンズアレイ６２ａを図中矢印６６方
向に移動させて光ビームのフォーカス状態を変えて記録
媒体６５面上の光ビームのスポット径を大きくしてい
る。

【００３４】以上のように本実施例では光源手段として
複数のＬＥＤアレイを用い、集光レンズアレイを駆動さ
せることにより複数の走査密度で画像記録を行ってい
る。

【００３５】尚、本実施例においてＬＥＤアレイを２本
以上設けて、そのうちから何本かを選択することにより
複数の走査密度で画像記録を行うようにしても良い。

【００３６】図８は本発明の実施例４の要部概略図、図
９は図８の一部分の要部断面図である。

【００３７】本実施例では図１の実施例１に比べて光束
制御手段としてコリメーターレンズ２の代わりにシリン
ドリカルレンズ３を光軸上移動させて記録媒体面上の光
ビームのスポット径を変えている点が異なり、その他の
構成は同じである。

【００３８】走査密度の切り替えは図９に示すように調
整つまみ８１を手動又は電動的に駆動させてシリンドリ
カルレンズ３を図中矢印８２方向に移動させて、光ビー
ムのフォーカス状態を変化させている。これにより記録
媒体面上における光ビームのスポット径の調整を行って
いる。

【００３９】本実施例においてコリメーターレンズ２か
らは平行光束が射出してくるのでシリンドリカルレンズ
３を移動させると主走査方向のスポット径は変化せず副
走査方向のスポット径だけが変化する。この為主走査方
向のスポット径を小さく絞った状態で低い走査密度に対
応できるので、例えばパルス幅変調等をかける場合によ
り鮮明な画像を得ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば記録媒体面上に走査密度
を変えて画像記録を行う際、前述の如く走査密度に応じ
て光ビームのフォーカス状態を変えることにより、光ビ
ームのスポット径を適切に制御し、記録媒体面上の露光
強度をあまり強くすることなく、この結果良好なる画像
を記録することができる画像記録装置を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部概略図

【図２】図１の一部分の拡大説明図

【図３】ディフォーカス量とスポット径との関係を示す
説明図

【図４】本発明の実施例２の要部概略図

【図５】図４の一部分の要部断面図

【図６】本発明の実施例３の要部概略図

【図７】図６の一部分の要部断面図

【図８】本発明の実施例４の要部概略図

【図９】図８の一部分の要部断面図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ コリメーターレンズ ３ シリンドリカルレンズ ４ 回転多面鏡 ５ トーリックレンズ ６ レンズ系 ７ 折り返しミラー ８ モータ ９ フォーカシングモータ ４１ ソレノイド ４２ 加圧ばね ６１ ＬＥＤアレイ ６２ 集光レンズアレイ ６３ ホルダー ６４ 駆動モータ ６５ 記録媒体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に基づいて光変調した光源手段
   からの光ビームを光学系を介して記録媒体面上に導光し
   て、該画像情報を記録する際、走査密度に応じて光束制
   御手段により光ビームのフォーカス状態を制御すること
   により、該記録媒体面上の該光ビームのスポット径を変
   えて記録すると共に、 該光源手段を複数のＬＥＤアレイより構成し、該光学系
   を複数の集光レンズアレイより構成し、走査密度に応じ
   て該複数のＬＥＤアレイより何本かを選択して使用する
   ようにした ことを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 画像情報に基づいて光変調した光源手段
   からの光ビームを走査光学系を介して記録媒体面上に導
   光して該記録媒体面上に該画像情報を記録する際、該光
   源手段は複数のＬＥＤアレイを有し、該走査光学系は複
   数の集光レンズアレイを有し、走査密度に応じて該複数
   のＬＥＤアレイより何本かを選択して使用するとともに
   光束制御手段により該記録媒体面上における光ビームの
   フォーカス状態を制御して該光ビームのスポット径を変
   えて記録するようにしたことを特徴とする画像記録装
   置。