JP3458856B2 - Image recording device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアレイ状光源を備え
た画像記録装置、特に、高画質および高密度の画像記録
を高速で実現することができる画像記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recording device provided with an array of light sources, and more particularly to an image recording device capable of realizing high quality and high density image recording at high speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の画像記録装置は、例えば、レーザ
光源より画像信号に応じて変調されたレーザ光を出射
し、このレーザ光をポリゴンミラーで主走査方向に走査
し、副走査方向に回転する感光体ドラムをポリゴンミラ
ーで走査されたレーザ光で露光し、この走査露光によっ
て感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像に
基づいて画像記録を実現している。2. Description of the Related Art In a conventional image recording apparatus, for example, a laser light source emits a laser beam modulated according to an image signal, and the laser beam is scanned by a polygon mirror in a main scanning direction and rotated in a sub scanning direction. The photosensitive drum is exposed by laser light scanned by a polygon mirror, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by this scanning exposure, and image recording is realized based on this electrostatic latent image.
【0003】しかし、このポリゴンミラーを用いた光偏
向型の画像記録装置によると、ポリゴンミラーの回転速
度の高速化には限界があるので、記録速度の高速化に限
界が生じている。However, according to the light deflection type image recording apparatus using this polygon mirror, there is a limit to the increase in the rotation speed of the polygon mirror, and therefore there is a limit to the increase in the recording speed.
【0004】そこで、画像記録装置の記録速度の高速化
を図るために、ポリゴンミラーを使用しないで記録画像
のパターンに応じて駆動されることにより複数の光ビー
ムを出射するアレイ状光源を使用した画像記録装置が検
討されている。Therefore, in order to increase the recording speed of the image recording apparatus, an array light source which emits a plurality of light beams by being driven according to the pattern of the recorded image without using a polygon mirror is used. Image recording devices are under consideration.
【0005】ポリゴンミラーを使用しない従来の画像記
録装置として、例えば、特開昭64−42667号公報
に示されるものがある。この画像記録装置は面発光レー
ザアレイを感光体ドラムに近接配置して感光体ドラムを
直接露光する構成を有している。この画像記録装置によ
ると、面発光レーザアレイを高速で駆動し、感光体ドラ
ムを面発光レーザアレイの駆動速度に応じた回転速度で
駆動することによって高速の画像記録が得られると、考
えられる。An example of a conventional image recording apparatus which does not use a polygon mirror is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-42667. This image recording apparatus has a structure in which a surface emitting laser array is arranged close to a photosensitive drum to directly expose the photosensitive drum. According to this image recording apparatus, it is considered that high-speed image recording can be obtained by driving the surface-emitting laser array at high speed and driving the photosensitive drum at a rotation speed corresponding to the driving speed of the surface-emitting laser array.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像記
録装置によると、面発光レーザアレイを感光体ドラムに
直接対面させて配置しているので、面発光レーザアレイ
のレーザ光の結像度が十分でないので、例えば、昨今要
求されている1200dip といった高密度の画像記録を
高画質で行うことができない。一方、面発光レーザアレ
イと感光体ドラムの間にセルフォックレンズアレイを配
置して結像度を上げようとしても、各レンズ素子が画素
密度の高密度化に伴なってレンズ口径が小さくなるの
で、MTF(Modulation Transfer
Function)が低下して記録密度が低下する。
同時に焦点深度が小さくなるために、多少の反りが発生
する恐れのあるアレイ状光源を精度良く取り付けること
が困難になる。However, according to the conventional image recording apparatus, since the surface emitting laser array is arranged so as to directly face the photosensitive drum, the image forming degree of the laser light of the surface emitting laser array is improved. Since this is not sufficient, it is not possible to perform high-density image recording of 1200 dip, which has been recently demanded, with high image quality. On the other hand, even if the SELFOC lens array is arranged between the surface emitting laser array and the photosensitive drum to increase the image formation degree, the lens aperture becomes smaller as the pixel density of each lens element increases. , MTF (Modulation Transfer)
Function) and recording density.
At the same time, since the depth of focus becomes small, it becomes difficult to accurately mount the array-shaped light source that may cause some warpage.
【0007】従って、本発明の目的は高画質および高密
度の画像記録を高速で実現することができる画像記録装
置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an image recording apparatus which can realize high-quality and high-density image recording at high speed.
【0008】本発明の他の目的はアレイ状光源の取付精
度を緩和することができる画像記録装置を提供すること
にある。また、本発明の他の目的はアレイ状光源から出
射される光ビームの光量を検出する受光素子の受光面積
を小さくすることができる画像記録装置を提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide an image recording apparatus capable of relaxing the mounting accuracy of the array of light sources. Another object of the present invention is to provide an image recording apparatus capable of reducing the light receiving area of a light receiving element for detecting the light quantity of a light beam emitted from an array light source.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、少なくとも主走査方向に所定の密度で配列
された複数の発光素子を有するアレイ状光源と、前記ア
レイ状光源の前記複数の発光素子から出射される複数の
光ビームによって前記主走査方向に配列した複数の光ス
ポットが露光され、前記主走査方向と相対的に副走査方
向に移動することによって画像信号に応じた静電潜像を
形成される感光体を備えた画像記録装置において、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を口
径内に含むとともに、共通の集光点に集光する集光手段
と、前記集光点、あるいはその近傍に配置され、該配置
位置において前記複数の光ビームを含むのに十分大きい
口径を有して前記複数の光ビームを前記感光体上に結像
させる結像手段と、前記複数の光ビームの主走査方向で
のビーム間隔が、前記アレイ状光源からの出射時よりも
集束される位置であって、少なくとも前記集光手段を構
成する光学素子の1つを通過した後の前記光ビームの光
量を検出する検出手段と、前記光量に応じて前記複数の
発光素子の駆動条件を制御する制御手段を備えたことを
特徴とする画像記録装置を提供する。また、本発明は上
記目的を達成するため、少なくとも主走査方向に所定の
密度で配列された複数の発光素子を有するアレイ状光源
と、前記アレイ状光源の前記複数の発光素子から出射さ
れる複数の光ビームによって前記主走査方向に配列した
複数の光スポットが露光され、前記主走査方向と相対的
に副走査方向に移動することによって画像信号に応じた
静電潜像を形成される感光体を備えた画像記録装置にお
いて、前記複数の発光素子から出射される前記複数の光
ビームを口径内に含むとともに、共通の集光点に集光す
る集光手段と、前記集光点、あるいはその近傍に配置さ
れ、該配置位置において前記複数の光ビームを含むのに
十分大きい口径を有して前記複数の光ビームを前記感光
体上に結像させる結像手段と、前記複数の光ビームが前
記アレイ状光源から前記感光体に至る経路中に設けられ
たハーフミラーと、前記ハーフミラーによって反射させ
られた前記複数の光ビームを集光する集光レンズと、前
記集光レンズにより前記複数の光ビームが集められる位
置に設けられるとともに前記光ビームの光量を検出する
検出手段と、前記光量に応じて前記複数の発光素子の駆
動条件を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画
像記録装置を提供する。また、本発明は上記の目的を実
現するため、少なくとも主走査方向に所定の密度で配列
された複数のレーザ発光素子を有するアレイ状光源と、
前記アレイ状光源の前記複数のレーザ発光素子から出射
される複数のレーザビームによって前記主走査方向に配
列した複数の光スポットが露光され、前記主走査方向と
相対的に副走査方向に移動することによって画像信号に
応じた静電潜像を形成される感光体を備えた画像記録装
置において、前記複数のレーザ発光素子から出射される
前記複数のレーザビームを口径内に含むとともに、共通
の集光点に集光する集光手段と、前記集光点、あるいは
その近傍に配置され、該配置位置において前記複数のレ
ーザビームを含むのに十分大きい口径を有して前記複数
のレーザビームを前記感光体上に結像させる結像手段を
備え、前記レーザ発光素子から前記感光体への前記複数
の光スポットの露光を、前記光スポット毎に設けるマイ
クロレンズを介さずに行うことを特徴とする画像記録装
置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides an array light source having a plurality of light emitting elements arranged at least in a main scanning direction at a predetermined density, and the plurality of array light sources. The plurality of light beams emitted from the light emitting element exposes a plurality of light spots arranged in the main scanning direction, and moves in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction, thereby electrostatically responding to an image signal. In an image recording apparatus including a photoconductor on which a latent image is formed, a condensing unit that condenses the plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements into a diameter and condenses at a common condensing point. An image forming unit which is arranged at or near the converging point and has an aperture large enough to include the plurality of light beams at the arrangement position and forms the plurality of light beams on the photoconductor. When A beam interval in the main scanning direction of the plurality of light beams is at a position more focused than when the light is emitted from the array-shaped light source, and after passing through at least one of the optical elements forming the light converging unit. An image recording apparatus comprising: a detection unit that detects the light amount of the light beam; and a control unit that controls the driving conditions of the plurality of light emitting elements according to the light amount. In order to achieve the above object, the present invention provides an array light source having a plurality of light emitting elements arranged at least in a main scanning direction with a predetermined density, and a plurality of light emitting elements emitted from the plurality of light emitting elements of the array light source. A plurality of light spots arrayed in the main scanning direction are exposed by the light beam and move in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction to form an electrostatic latent image according to an image signal. In the image recording apparatus including: a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements within the aperture, and a condensing unit that condenses at a common condensing point, or the condensing point, or An image forming unit which is arranged in the vicinity and has an aperture large enough to include the plurality of light beams at the arrangement position and forms the plurality of light beams on the photoconductor; and the plurality of light beams. Previous A half mirror provided in the path from the array of light sources to the photoconductor, a condenser lens that condenses the plurality of light beams reflected by the half mirror, and the plurality of light beams by the condenser lens. An image recording apparatus, characterized in that the image recording apparatus is provided at a position where the beams are collected, and includes a detection means for detecting the light quantity of the light beam, and a control means for controlling drive conditions of the plurality of light emitting elements according to the light quantity. I will provide a. In order to achieve the above object, the present invention has an array light source having a plurality of laser light emitting elements arranged at least in the main scanning direction at a predetermined density,
A plurality of light spots arranged in the main scanning direction are exposed by a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser light emitting elements of the array light source, and move in a sub scanning direction relative to the main scanning direction. In an image recording apparatus including a photoconductor on which an electrostatic latent image is formed according to an image signal, a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser light emitting elements are included in the aperture and a common condensing light beam is included. Condensing means for condensing to a point, and the plurality of laser beams having a diameter large enough to include the plurality of laser beams at the arrangement position or in the vicinity of the condensing point. An image forming unit for forming an image on the body is provided, and the exposure of the plurality of light spots from the laser light emitting element to the photoconductor is performed via a microlens provided for each of the light spots. To provide an image recording apparatus characterized in that it is carried out in the.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
の画像記録装置を示し、アレイ状に配置された複数のレ
ーザ発光素子1aを有したレーザアレイ1と、各レーザ
発光素子1aより出射した複数のレーザ光を集光点6へ
集光させるフィールドレンズ2と、各レーザ発光素子1
aより出射した複数のレーザ光をそれぞれの結像点へ結
像させるオルソメタレンズ群7と、複数のレーザ光のそ
れぞれの結像点に露光領域を位置させられる感光体ドラ
ム5と、レーザアレイ1の後方出射光を受光して検出信
号を出力するCCD等の光検出素子4と、光検出素子4
の検出信号をA/D変換するA/Dコンバータ11と、
A/Dコンバータ11からディジタル変換された検出信
号を入力し、これをRAMにストアして基準値と比較
し、その比較結果を制御回路13へ出力する演算回路1
2と、制御回路13から制御信号を入力してレーザアレ
イ1を駆動する駆動回路14を備えている。FIG. 1 shows an image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which a laser array 1 having a plurality of laser light emitting elements 1a arranged in an array and each laser light emitting element. A field lens 2 for condensing a plurality of laser beams emitted from 1a to a condensing point 6, and each laser light emitting element 1
an ortho-meta lens group 7 for forming an image of a plurality of laser beams emitted from a at respective image forming points, a photosensitive drum 5 in which an exposure region is located at each image forming point of the plurality of laser beams, and a laser array. A light detecting element 4 such as a CCD for receiving the rearward outgoing light of 1 and outputting a detection signal;
An A / D converter 11 for A / D converting the detection signal of
An arithmetic circuit 1 which receives a digitally converted detection signal from the A / D converter 11, stores it in a RAM, compares it with a reference value, and outputs the comparison result to the control circuit 13.
2 and a drive circuit 14 for inputting a control signal from the control circuit 13 to drive the laser array 1.
【0011】レーザアレイ1はライン状に配置された1
400個のレーザ発光素子1aを有し、図1(b) に示す
ように、各レーザ発光素子1aは5μmの開口径Dを有
し、隣接するレーザ発光素子1aとの間に21μmの距
離Gを有する。従って、両端のレーザ発光素子1aを含
んだレーザアレイ1の幅Wは約294mmとなる。The laser array 1 is arranged in a line.
As shown in FIG. 1 (b), each laser light emitting element 1a has an opening diameter D of 5 μm and has a distance G of 21 μm between adjacent laser light emitting elements 1a. Have. Therefore, the width W of the laser array 1 including the laser light emitting elements 1a at both ends is about 294 mm.
【0012】以上の構成において、レーザアレイ1の各
レーザ発光素子1aが駆動回路14によって画像信号に
応じて駆動されると、各レーザ発光素子1aから出射さ
れたレーザ光はフィールドレンズ2によって集光点6に
集光され、オルソメタレンズ群7によって感光体ドラム
5上に結像させられる。感光体ドラム5は副走査方向に
所定の速度で回転しており、その表面に画像信号に応じ
た静電潜像が形成される。In the above structure, when each laser light emitting element 1a of the laser array 1 is driven by the drive circuit 14 according to an image signal, the laser light emitted from each laser light emitting element 1a is condensed by the field lens 2. The light is focused on the point 6 and focused on the photoconductor drum 5 by the ortho-metal lens group 7. The photoconductor drum 5 rotates in the sub-scanning direction at a predetermined speed, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed on the surface thereof.
【0013】以上の構成および動作に基づいて、120
0dpiの画像記録が高速、例えば、120枚/分で行
うことができる。Based on the above configuration and operation, 120
Image recording at 0 dpi can be performed at high speed, for example, 120 sheets / minute.
【0014】一方、テストモードでは、レーザアレイ1
の各レーザ発光素子1aは駆動回路14によって個別に
駆動される。光検出素子4は各レーザ発光素子1aの後
方出射光を順に受光して検出信号をA/D変換回路11
に出力する。A/D変換回路11は検出信号をアナログ
値からディジタル値に変換して演算回路12へ出力する
と、演算回路12はそれをRAMにストアし、その後そ
れぞれRAMから読み出して基準値を比較する。その比
較結果が、演算回路12から制御回路13へ出力される
と、制御回路13は、検出信号が基準値より大であると
きは、各レーザ発光素子1aの駆動電流をその差に応じ
て低減する制御信号を発生し、検出信号が基準値より小
であるときは、その駆動電流をその差に応じて増加する
制御信号を発生する。駆動回路14はその制御信号を各
レーザ発光素子1a毎にRAMにストアし、駆動時にそ
れを読み出して各レーザ発光素子1aを駆動する。On the other hand, in the test mode, the laser array 1
Each of the laser light emitting elements 1a is driven by the drive circuit 14 individually. The photodetector element 4 sequentially receives the backward emission light of each laser light emitting element 1a and receives the detection signal as an A / D conversion circuit 11
Output to. When the A / D conversion circuit 11 converts the detection signal from an analog value into a digital value and outputs it to the arithmetic circuit 12, the arithmetic circuit 12 stores it in the RAM and thereafter reads it from the RAM and compares the reference values. When the comparison result is output from the arithmetic circuit 12 to the control circuit 13, the control circuit 13 reduces the drive current of each laser light emitting element 1a according to the difference when the detection signal is larger than the reference value. When the detection signal is smaller than the reference value, the control signal for increasing the drive current according to the difference is generated. The drive circuit 14 stores the control signal in the RAM for each laser light emitting element 1a and reads it out during driving to drive each laser light emitting element 1a.
【0015】第1の実施の形態では、フィールドレンズ
2によって各レーザ光を集光点6に集光し、集光点6に
対して対称形の形状を有するオルソメタレンズ群7によ
って各レーザ光を感光体ドラム5上に結像している。オ
ルソメタレンズ群7が集光点6に配置されているので、
各レーザ光のスポット径に対してオルソメタレンズ群7
の口径を十分大きくすることができる。その結果、MT
Fの低下を招くことがないので、高密度の画像記録を行
うことができる。In the first embodiment, the field lens 2 collects each laser beam at the converging point 6, and the ortho-meta lens group 7 having a symmetrical shape with respect to the converging point 6 collects each laser beam. Is imaged on the photosensitive drum 5. Since the ortho-metal lens group 7 is arranged at the focal point 6,
Ortho-metal lens group 7 for each laser beam spot diameter
The diameter of can be made sufficiently large. As a result, MT
Since there is no reduction in F, high density image recording can be performed.
【0016】図2は本発明の第2の実施の形態の画像形
成装置を示し、光検出素子4がレーザアレイ1の後方出
射光を検出する代わりに、フィールドレンズ2とオルソ
メタレンズ群7との間に配置されたハーフミラー3の反
射光を受けるように配置されている。従って、光検出素
子4の受光面積を小さくすることができる。動作は第1
の実施の形態と共通するので、その説明は省略する。FIG. 2 shows an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. Instead of the photo-detecting element 4 detecting the backward emitted light of the laser array 1, a field lens 2 and an ortho-metal lens group 7 are provided. It is arranged so as to receive the reflected light of the half mirror 3 arranged between. Therefore, the light receiving area of the photodetector 4 can be reduced. The first operation
Since the third embodiment is common to the first embodiment, the description thereof is omitted.
【0017】以下、本発明のアレイ状光源を使用する画
像記録装置における光検出素子4の重要性を説明する。The importance of the photo-detecting element 4 in the image recording apparatus using the array light source of the present invention will be described below.
【0018】特公昭64−10152号公報、あるいは
特公昭63−42432号公報には、ポリゴンミラーを
使用した光偏向型の記録装置が示されている。この中
で、複数の光ビームの発光量を調整する方法として、レ
ーザ光源の複数の後方出射光を1つの受光素子で検知し
て光量補正を行っている。このとき、背面側に配置した
共通の受光素子で直接後方出射光を検出したり、レンズ
や光ファイバーを用いて後方出射光を受光素子に入射さ
せている。これらの光検出装置は発光素子の数が数個の
うちは有効であるが、本発明の様に記録幅方向の画素数
に相当する発光素子を設けた場合には、以下に述べるよ
うに問題が多い。Japanese Patent Publication No. 64-10152 or Japanese Patent Publication No. 63-42432 discloses an optical deflection type recording apparatus using a polygon mirror. Among them, as a method of adjusting the light emission amounts of a plurality of light beams, a plurality of backward emitted lights of a laser light source are detected by one light receiving element to perform light amount correction. At this time, the rear light emitted is directly detected by a common light receiving element arranged on the back side, or the rear light is incident on the light receiving element by using a lens or an optical fiber. These photo-detecting devices are effective when the number of light-emitting elements is several, but when light-emitting elements corresponding to the number of pixels in the recording width direction are provided as in the present invention, the following problems occur. There are many.
【0019】例えば、光ファイバーを各発光素子に設け
ることは、高密度化にともなって現実的に不可能であ
る。また、大面積の受光素子を形成する場合にも、成膜
工程における膜厚のばらつきがあるために、各発光素子
の出射光を実際に受ける受光素子の受光位置によって光
電変換特性が変動する恐れがある。また、レンズで光ビ
ームを集光させる場合には、アレイ状光源のようにその
長さが極めて長尺である時には、光量検知のためにだけ
用いるレンズが装置のかなりの容積を占めることになっ
てしまう。For example, it is practically impossible to provide an optical fiber to each light emitting element as the density increases. Further, even when a large area light receiving element is formed, the photoelectric conversion characteristics may vary depending on the light receiving position of the light receiving element that actually receives the emitted light of each light emitting element due to the variation in film thickness in the film forming process. There is. Further, in the case of condensing a light beam with a lens, when the length is extremely long like an array-shaped light source, the lens used only for detecting the light amount occupies a considerable volume of the device. Will end up.
【0020】また、これらの発光素子が検知している光
ビームは後方出射光であって、実際に感光体を露光して
いる光ビームとは異なるものである。従って、後方出射
光が発生しない光源では使用できず、また後方出射光が
検知できるとしても、前方出射光が同じ光量で発光する
とは限らないので、前方出射光との光量比を確認する必
要がある。また、レーザの形成不良等で前方出射光の出
射が起こらずに後方出射光だけ出射する状態に陥った時
は、画像に白抜けが発生したとしても、一見正常である
ために原因の究明が遅れる。逆に前方出射光だけしか出
射しないようになった場合には、後方出射光の光量が検
知されないために、発光量を増加させるために過剰電流
の供給をおこなうという誤動作を生じさせる恐れがあ
る。光偏向型の場合には、通常感光体を照射する前方出
射光を、感光体に隣接して配置したSOS(Start
of Scan)センサでSOS信号として直接検知
して、主走査のタイミング制御に用いているために、前
方出射光の不点灯はSOSセンサで検知できたが、アレ
イ状の光源を使用するときは、これを配慮しなければな
らない。The light beam detected by these light emitting elements is backward emission light, which is different from the light beam actually exposing the photosensitive member. Therefore, it cannot be used with a light source that does not generate backward emission light, and even if backward emission light can be detected, the forward emission light does not always emit the same amount of light, so it is necessary to confirm the light amount ratio with the forward emission light. is there. In addition, when the front emission light is not emitted due to poor laser formation or the like, and only the rear emission light is emitted, even if white spots occur in the image, it is apparently normal and the cause cannot be determined. Be late. On the other hand, when only the front emission light is emitted, the light amount of the rear emission light is not detected, which may cause a malfunction of supplying an excess current to increase the light emission amount. In the case of the light deflection type, the front emission light that normally illuminates the photoconductor is SOS (Start) arranged adjacent to the photoconductor.
Since the SOS signal is directly detected by the SOS sensor and is used for the timing control of the main scanning, the non-lighting of the front emission light can be detected by the SOS sensor, but when the array-shaped light source is used, This must be taken into consideration.
【0021】このような理由から、アレイ状の光源を使
用した画像記録装置は、高密度の画像形成のために用い
られることはほとんどなく、工場からの出荷前に予め発
光量調整を行うだけで、装置内で発光量調整を行うため
の装置は設けず、発光素子のばらつきが問題とならない
程度の低密度の記録に使用されているに過ぎない。For these reasons, the image recording apparatus using the array of light sources is rarely used for high-density image formation, and the amount of light emission can be adjusted in advance before shipment from the factory. However, no device for adjusting the amount of light emission is provided in the device, and the device is used only for low-density recording to the extent that variations in light emitting elements do not pose a problem.
【0022】第2の実施の形態では、集光点6の近傍に
ハーフミラー3を配置し、その反射光を光検出素子4で
検出するようにしたので、光検出素子4の受光面積を小
さくすることができる。従って、上述した光検出結果の
ばらつき等を形状の大型化を抑えながら達成することが
できる。In the second embodiment, since the half mirror 3 is arranged in the vicinity of the condensing point 6 and the reflected light is detected by the photodetector 4, the light receiving area of the photodetector 4 is small. can do. Therefore, it is possible to achieve the above-described variations in the light detection result while suppressing the increase in the size of the shape.
【0023】図3は本発明の第3の実施の形態の画像記
録装置を示し、第1および第2の実施の形態と共通する
部分は共通の引用数字で示したので重複する説明は省略
する。本実施の形態では、結像レンズ7、例えば、クセ
ノタール系レンズあるいはダブルガウス系レンズを通過
した光をハーフミラー3、ミラー18、ウインドウガラ
ス19を通して感光体5に投影する。ハーフミラー3に
よって反射された半導体レーザアレイ1の各出射点から
の光は、集光レンズ9によって再び集められ、受光素子
4に入射する。本構成によっても、第2の実施の形態と
同様の効果を達成できる。FIG. 3 shows an image recording apparatus according to a third embodiment of the present invention. Portions common to those of the first and second embodiments are shown by common reference numerals, and therefore duplicated explanations are omitted. . In the present embodiment, light that has passed through the imaging lens 7, for example, a xenotal lens or a double Gauss lens is projected onto the photoconductor 5 through the half mirror 3, the mirror 18, and the window glass 19. The light from each emission point of the semiconductor laser array 1 reflected by the half mirror 3 is collected again by the condenser lens 9 and enters the light receiving element 4. With this configuration, the same effect as that of the second embodiment can be achieved.
【0024】図4は本発明の第4の実施の形態の画像記
録装置を示し、第1より第3の実施の形態と共通する部
分は共通の引用数字で示したので、重複する説明は省略
するが、レーザアレイ1は第1のライン状のレーザ発光
素子1aと、第2のライン状のレーザ発光素子1bを有
し、各レーザ発光素子1aに対応して第1の光検出素子
4aが設けられ、各レーザ発光素子1bに対応して第2
の光検出素子4bが設けられている。第1および第2の
光検出素子4a、4bを設けたので、2ラインのレーザ
発光素子4a、4bを同時にモニターすることもできる
し、別々にモニターすることもできる。同時に行えば、
モニター時間を短縮することができる。FIG. 4 shows an image recording apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and parts common to those of the first to third embodiments are indicated by common reference numerals, and therefore duplicated description will be omitted. However, the laser array 1 has a first line-shaped laser light emitting element 1a and a second line-shaped laser light emitting element 1b, and the first photodetecting element 4a corresponds to each laser light emitting element 1a. Second laser light is provided for each laser light emitting element 1b.
The photodetector element 4b is provided. Since the first and second photodetector elements 4a and 4b are provided, it is possible to monitor the two lines of laser light emitting elements 4a and 4b simultaneously or separately. If done at the same time,
The monitoring time can be shortened.
【0025】光検出素子4a、4bは別々にしたが、こ
れを1個とし、2ラインのレーザ発光素子1a、1bに
共通にしても良い。また、光検出素子4a、4bは、そ
れぞれ1つの受光領域を有するものとして説明したが、
複数の受光領域を有するようにしても良い。Although the photodetectors 4a and 4b are separate, they may be provided as a single unit and shared by the two lines of laser light emitting elements 1a and 1b. Further, the photodetectors 4a and 4b have been described as having one light receiving region, respectively.
You may make it have a some light receiving area.
【0026】図5は複数の受光領域40を有する光検出
素子4a、あるいは4bを示し、その受光面上に楕円形
のレーザビーム10が入射している。各受光領域40の
受光量を加算して得られる検出信号に基づいて対応する
発光素子1a、1bの駆動電流が制御される。FIG. 5 shows a photodetecting element 4a or 4b having a plurality of light receiving regions 40, and an elliptical laser beam 10 is incident on the light receiving surface thereof. The drive currents of the corresponding light emitting elements 1a and 1b are controlled based on the detection signal obtained by adding the light receiving amounts of the respective light receiving regions 40.
【0027】図6は本発明の第5の実施の形態の画像記
録装置を示し、第1より第4の実施の形態と共通する部
分は共通の引用数字で示したので、重複する説明は省略
するが、集光点6にアパーチャ4aを有した光検出素子
4が配置されている。FIG. 6 shows an image recording apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, and parts common to those of the first to fourth embodiments are indicated by common reference numerals, and therefore duplicated description will be omitted. However, the light detection element 4 having the aperture 4a is arranged at the condensing point 6.
【0028】各レーザ発光素子1a、1bより出射した
レーザ光は光検出素子4のアパーチャ4aを通過する。
各レーザ光の光量が変化すると、アパーチャ4aの周囲
の光検出素子4の受光量が変化する。その受光量の変化
に基づいて対応するレーザ発光素子1a、1bの駆動電
流が制御される。The laser light emitted from each of the laser light emitting elements 1a and 1b passes through the aperture 4a of the light detecting element 4.
When the light amount of each laser light changes, the light receiving amount of the photodetection element 4 around the aperture 4a changes. The drive currents of the corresponding laser light emitting elements 1a and 1b are controlled based on the change in the amount of received light.
【0029】図7は本発明の第6の実施の形態の画像記
録装置を示し、第1より第5の実施の形態と共通する部
分は共通の引用数字で示したので、重複する説明は省略
するが、集光点6に反射率が100%に満たないミラー
16と、アパーチャ17aを有したアパーチャ板17が
設けられている。FIG. 7 shows an image recording apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, and portions common to the first to fifth embodiments are indicated by common reference numerals, and thus duplicated explanations are omitted. However, the converging point 6 is provided with a mirror 16 having a reflectance of less than 100% and an aperture plate 17 having an aperture 17a.
【0030】以上の構成において、レーザアレイ1のレ
ーザ発光素子(図示せず)から出射されたレーザ光は、
ハーフミラー3を透過した後、フィールドレンズ2によ
って集光点6に向けられる。集光点2に向けられるレー
ザ光はアパーチャ板17のアパーチャ17aを通過した
後、ミラー16によって大部分が反射されて再びアパー
チャ17aを通過し、再びハーフミラー3に到達して反
射を受け、感光体ドラム5を露光する。レーザ光の光軸
上には、ミラー16で鏡像化されることによって集光点
6を中心にして対称形になるオルソメタレンズ群7の半
分割体が配置されており、これによってレーザ光は感光
体ドラム5上に結像させられる。一方、ミラー16を透
過したレーザ光の1部は受光素子4によって受光され、
第1より第6の実施の形態で説明したように、その光量
に応じて対応するレーザ発光素子の駆動電流が制御され
る。In the above structure, the laser light emitted from the laser light emitting element (not shown) of the laser array 1 is
After passing through the half mirror 3, it is directed to the focal point 6 by the field lens 2. The laser beam directed to the converging point 2 passes through the aperture 17a of the aperture plate 17, is largely reflected by the mirror 16, passes through the aperture 17a again, reaches the half mirror 3 again, is reflected, and is exposed. The body drum 5 is exposed. On the optical axis of the laser light, a half-divided body of the ortho-meta lens group 7 which is symmetrical with respect to the condensing point 6 by being mirror-imaged by the mirror 16 is arranged. An image is formed on the photosensitive drum 5. On the other hand, a part of the laser light transmitted through the mirror 16 is received by the light receiving element 4,
As described in the first to sixth embodiments, the drive current of the corresponding laser light emitting element is controlled according to the amount of light.
【0031】第7の実施の形態では、ミラー16の配置
のよって光路長が約半分になり、一層の小型化が得られ
る。In the seventh embodiment, the optical path length is reduced to about half due to the arrangement of the mirror 16, and further miniaturization can be obtained.
【0032】以上述べた第1より第6の実施の形態で
は、アレイ状の光源としてレーザアレイが使用された
が、アレイ状に配置された発光ダイオード、エレクトロ
ルミネッセンス素子、蛍光体発光素子、等によって置換
されても良い。In the above-described first to sixth embodiments, the laser array is used as the array-shaped light source, but the arrayed light-emitting diodes, electroluminescence elements, phosphor light-emitting elements, etc. may be used. It may be replaced.
【0033】また、これらの発光素子のアレイは、発光
量をモニターされて駆動パラメータを制御されることに
よって濃度が均一で品質の高い高密度記録画素を有した
記録画像が得られるが、アレイ状光源の各発光素子の故
障検出に利用できることは言うまでもない。また、アレ
イ状光源に予備の発光素子を設けると、何れかの発光素
子が故障したときでも、予備の発光素子を駆動すること
によって対処することができる。この場合、主走査方向
の位置は予備の発光素子の位置によって決まるが、副走
査方向の位置は予備の発光素子の駆動タイミングによっ
て定めることができる。また、光検出素子の手前に集光
レンズを配置すると、光検出素子の受光面積を更に小さ
くして検出精度を向上することができる。Further, in the array of these light emitting elements, a recorded image having high density high density recording pixels with uniform density can be obtained by monitoring the amount of emitted light and controlling the driving parameters. It goes without saying that it can be used for detecting the failure of each light emitting element of the light source. Further, when the array light source is provided with a spare light emitting element, even if any one of the light emitting elements fails, it is possible to cope with it by driving the spare light emitting element. In this case, the position in the main scanning direction is determined by the position of the spare light emitting element, but the position in the sub scanning direction can be determined by the drive timing of the spare light emitting element. Further, by disposing the condenser lens in front of the light detecting element, the light receiving area of the light detecting element can be further reduced and the detection accuracy can be improved.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の画像記録装
置によると、画素密度に応じて配置されたアレイ状光源
から出射された光ビームを集光点に集光し、集光点ある
いはその近傍に配置した結像手段によって感光体上に結
像するようにしたので、光ビームのビーム径に対して十
分大きな口径を有した結像レンズを使用することが可能
になり、MTFおよび焦点深度を画素密度に応じた値に
することができる。その結果、高画質および画素密度の
高い画像を高速記録で提供することができる。また、複
数の光ビームの主走査方向でのビーム間隔が、アレイ状
光源からの出射時よりも集束される位置で光ビームの光
量を検出するようにすると、受光素子の受光面積を小さ
くすることができるとともに、光ビームの光量の検出精
度の向上が図れ、画質のすぐれた画素密度の高い画像を
高速記録で提供することができる。As described above, according to the image recording apparatus of the present invention, the light beams emitted from the array-shaped light sources arranged according to the pixel density are condensed to the condensing point or the condensing point. Since the image is formed on the photoconductor by the image forming means arranged in the vicinity, it becomes possible to use an image forming lens having a diameter sufficiently larger than the beam diameter of the light beam, and the MTF and the depth of focus. Can be set to a value corresponding to the pixel density. As a result, an image with high image quality and high pixel density can be provided at high speed recording. Further, if the light amount of the light beams is detected at a position where the beam intervals of the plurality of light beams in the main scanning direction are more focused than when they are emitted from the array light source, the light receiving area of the light receiving element can be reduced. In addition, the detection accuracy of the light amount of the light beam can be improved, and an image with excellent image quality and high pixel density can be provided at high speed recording.
【図1】本発明の第1の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 2 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】第1より第4の実施の形態で使用可能な光検出
素子の変形例を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing a modified example of the photodetector element that can be used in the first to fourth embodiments.
【図6】本発明の第5の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施の形態の画像記録装置を示
す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing an image recording apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
1, レーザアレイ
1a,1b, レーザ発光素子
2, フィールドレンズ
3, ハーフミラー
4,4a,4b, 光検出素子
5, 感光体ドラム
6,9, 集光点
7, オルソメタレンズ群,クセノタール系レン
ズ,ダブルガウス系レンズ
11, A/Dコンバータ
12, 演算回路
13, 制御回路
14, 駆動回路
16, ミラー
17, アパーチャ板
18, ミラー
19, ウインドウガラス1, laser array 1a, 1b, laser light emitting element 2, field lens 3, half mirrors 4, 4a, 4b, photodetector 5, photoconductor drums 6, 9, condensing point 7, orthometal lens group, xenothal lens , Double Gauss lens 11, A / D converter 12, arithmetic circuit 13, control circuit 14, drive circuit 16, mirror 17, aperture plate 18, mirror 19, window glass
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G03G 15/043 (72)発明者 瀬古 保次 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 村上 朱実 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 布施 マリオ 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 伊藤 昌夫 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリー ンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 岩佐 泉 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−78118(JP,A) 特開 昭55−98709(JP,A) 特開 平7−276698(JP,A) 特開 平5−257099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G03G 15/04 G03G 15/043 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G03G 15/043 (72) Inventor Houji Seko 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Zerox Co., Ltd. Ebina Business Office (72) Inventor Akemi Murakami 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd., Ebina Business Office (72) Inventor Mario Fuse 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fujierox Co., Ltd. Ebina Business Office (72) Inventor Masao Ito Naka, Ashigara, Kanagawa Prefecture Icho Sakai 430 Green Technology Naka Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Izumi Izumi 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Zerox Co., Ltd. Ebina Works (56) Reference JP-A-58-78118 (JP, A) Kai 55-98709 (JP, A) JP-A-7-276698 (JP A) Patent flat 5-257099 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G03G 15/04 G03G 15/043
Claims (14)
された複数の発光素子を有するアレイ状光源と、前記ア
レイ状光源の前記複数の発光素子から出射される複数の
光ビームによって前記主走査方向に配列した複数の光ス
ポットが露光され、前記主走査方向と相対的に副走査方
向に移動することによって画像信号に応じた静電潜像を
形成される感光体を備えた画像記録装置において、 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
を口径内に含むとともに、共通の集光点に集光する集光
手段と、 前記集光点、あるいはその近傍に配置され、該配置位置
において前記複数の光ビームを含むのに十分大きい口径
を有して前記複数の光ビームを前記感光体上に結像させ
る結像手段と、 前記複数の光ビームの主走査方向でのビーム間隔が、前
記アレイ状光源からの出射時よりも集束される位置であ
って、少なくとも前記集光手段を構成する光学素子の1
つを通過した後の前記光ビームの光量を検出する検出手
段と、 前記光量に応じて前記複数の発光素子の駆動条件を制御
する制御手段を備えたことを特徴とする画像記録装置。1. An array light source having a plurality of light emitting elements arranged at least in a main scanning direction with a predetermined density, and a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements of the array light source, the main scanning. In an image recording apparatus including a photoconductor, which is exposed with a plurality of light spots arranged in a predetermined direction and moves in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction to form an electrostatic latent image according to an image signal. A light-collecting unit that includes the plurality of light beams emitted from the plurality of light-emitting elements in a diameter and collects the light beams at a common light-collecting point, and the light-collecting point is arranged at or near the light-collecting point. Image forming means for forming an image of the plurality of light beams on the photoconductor with a diameter large enough to include the plurality of light beams at a position; and a beam interval in the main scanning direction of the plurality of light beams. But A position to be more concentrated when exiting from the array light source, the first optical element constituting at least said focusing means
An image recording apparatus comprising: a detection unit that detects a light amount of the light beam after passing through one of the light beams, and a control unit that controls a driving condition of the plurality of light emitting elements according to the light amount.
主走査方向に走査することなく、前記主走査方向と相対
的に副走査方向に移動することのみによって形成される
ように構成されるとともに、前記集光手段の口径内に含
まれる前記複数の発光素子には、前記アレイ状光源の主
走査方向の両端に位置する発光素子を含むことを特徴と
する請求項1記載の画像記録装置。2. The electrostatic latent image on the photosensitive member is formed only by moving the light spot in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction without scanning the light spot in the main scanning direction. 2. The light-emitting element, which is configured and included in the aperture of the light-collecting means, includes light-emitting elements located at both ends of the array-shaped light source in the main scanning direction. Image recording device.
構成の請求項1又は2記載の画像記録装置。3. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the light condensing unit is a field lens.
タノール系レンズ、あるいはダブルガウス系レンズであ
る構成の請求項1又は2記載の画像記録装置。4. The image recording apparatus according to claim 1 or 2, wherein the image forming means is a xetanol system lens or a double Gauss system system lens.
配置された反射ミラーと、その反射ミラーの直前に置か
れたオルソメタレンズ群の半分割体によって構成される
請求項1又は2記載の画像記録装置。5. The orthometa lens group is constituted by a reflection mirror arranged at the condensing point and a half-divided body of the orthometa lens group placed immediately before the reflection mirror. The image recording apparatus described.
記感光体に至る経路中に設けられたハーフミラーと、前
記ハーフミラーによって反射させられた前記光ビームを
受光する受光素子によって構成される請求項1又は2記
載の画像記録装置。6. The detecting means is composed of a half mirror provided in the path of the plurality of light beams reaching the photoconductor, and a light receiving element for receiving the light beams reflected by the half mirror. The image recording device according to claim 1 or 2.
記集光点の間に設けられたことを特徴とする請求項1又
は2記載の画像記録装置。7. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the half mirror is provided between the condensing means and the condensing point.
の近傍に配置され、前記光ビームを透過するアパーチャ
を中心に有する受光素子である構成の請求項1又は2記
載の画像記録装置。8. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the detecting means is a light receiving element which is arranged at or near the converging point and has an aperture for transmitting the light beam as a center.
受光素子によって構成され、前記制御手段は、前記単一
の受光領域の検出信号に基づいて前記駆動条件を制御す
る構成の請求項1又は2記載の画像記録装置。9. The detection means is composed of a light receiving element having a single light receiving area, and the control means controls the driving condition based on a detection signal of the single light receiving area. The image recording device according to 1 or 2.
る受光素子によって構成され、前記制御手段は、前記複
数の受光領域の検出信号の加算値に基づいて前記駆動条
件を制御する構成の請求項1又は2記載の画像記録装
置。10. The detection means comprises a light receiving element having a plurality of light receiving areas, and the control means controls the driving condition based on an added value of detection signals of the plurality of light receiving areas. The image recording device according to item 1 or 2.
率を有し、前記検出手段は、前記反射ミラーの直後に配
置された受光素子である構成の請求項5記載の画像記録
装置。11. The image recording apparatus according to claim 5, wherein said reflecting mirror has a reflectance of less than 100%, and said detecting means is a light receiving element arranged immediately after said reflecting mirror.
された複数の発光素子を有し、前記受光素子は、前記複
数ラインのライン数に応じた個数の受光素子によって構
成される請求項1又は2記載の画像記録装置。12. The array-shaped light source has a plurality of light emitting elements arranged in a plurality of lines, and the light receiving elements are constituted by a number of light receiving elements corresponding to the number of the plurality of lines. Or the image recording device described in 2.
列された複数の発光素子を有するアレイ状光源と、前記
アレイ状光源の前記複数の発光素子から出射される複数
の光ビームによって前記主走査方向に配列した複数の光
スポットが露光され、前記主走査方向と相対的に副走査
方向に移動することによって画像信号に応じた静電潜像
を形成される感光体を備えた画像記録装置において、 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
を口径内に含むとともに、共通の集光点に集光する集光
手段と、前記集光点、あるいはその近傍に配置され、該
配置位置において前記複数の光ビームを含むのに十分大
きい口径を有して前記複数の光ビームを前記感光体上に
結像させる結像手段と、 前記複数の光ビームが前記アレイ状光源から前記感光体
に至る経路中に設けられたハーフミラーと、 前記ハーフミラーによって反射させられた前記複数の光
ビームを集光する集光レンズと、 前記集光レンズにより前記複数の光ビームが集められる
位置に設けられるとともに前記光ビームの光量を検出す
る検出手段と、 前記光量に応じて前記複数の発光素子の駆動条件を制御
する制御手段を備えたことを特徴とする画像記録装置。13. An array light source having a plurality of light emitting elements arranged at least in a main scanning direction with a predetermined density, and a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements of the array light source, the main scanning. In an image recording apparatus including a photoconductor, which is exposed with a plurality of light spots arranged in a predetermined direction and moves in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction to form an electrostatic latent image according to an image signal. A light-collecting unit that includes the plurality of light beams emitted from the plurality of light-emitting elements within a diameter and collects the light beams at a common light-collecting point, and the light-collecting point is arranged at or near the light-collecting point. An image forming means for forming an image of the plurality of light beams on the photoconductor with a diameter large enough to include the plurality of light beams at a position; and the plurality of light beams from the array light source. A half mirror provided in the path to the light body, a condenser lens that condenses the plurality of light beams reflected by the half mirror, and a position where the plurality of light beams are collected by the condenser lens An image recording apparatus, comprising: a detection unit that is provided in the device and that detects a light amount of the light beam; and a control unit that controls drive conditions of the plurality of light emitting elements according to the light amount.
を主走査方向に走査することなく、前記主走査方向と相
対的に副走査方向に移動することのみによって形成され
るように構成されるとともに、前記集光手段の口径内に
含まれる前記複数の発光素子には、前記アレイ状光源の
主走査方向の両端に位置する発光素子を含むことを特徴
とする請求項13記載の画像記録装置。14. The electrostatic latent image on the photosensitive member is formed only by moving the light spot in the sub-scanning direction relative to the main scanning direction without scanning the light spot in the main scanning direction. 14. The light emitting element configured as described above, wherein the plurality of light emitting elements included in the aperture of the light converging means include light emitting elements located at both ends of the array light source in the main scanning direction. Image recording device.
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