JPH01283512A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は画像形成装置に関し、特に、この装置に用いら
れる露光走査系の構造に関する。

（従来技術） 周知のように、電子複写機あるいは、プリンタ等の画像
形成装置にあっては、感光体への露光を。

レーザービームを用いた書き込み走査で行なう場合があ
る。

第７図は、上述したレーザービームによる書き込み走査
を行なう露光装置を装備する画像形成装置の一例である
レーザープリンタの全体構成を示す断面図である。

すなわち、このレーザープリンタ１は、上面の一部に支
軸ＩＢを介して開閉可能な蓋体ＩＡＩを有するハウジン
グＩＡ内部において、図示矢印方向に回転可能な状態で
支持されている感光体ドラム２を持ち、この感光体ドラ
ム２の周囲には、感光体ドラム２の回転方向に沿って複
写プロセスを実行する。帯電装置３、露光装置４、現像
装置５．転写装置６およびクリーニング装置７がそ九ぞ
れ配置されている。ぞして、上述した転写装置６に対す
る転写紙Ｓの移動方向（図中、矢印で示す方向）の後方
には、加熱ローラ８Ａと加圧ローラ８Ｂとを組合せた定
着装置８が、また、感光体ドラム２の回転方向に対する
転写装置６の前方には、ハウジングＩＡ底部に位置する
給紙カセット９と給紙ローラ１０とこれに当接している
パッドからなる重送防止機構１０Ａおよび周知構造から
成るレジストローラ１１を含む給紙装置１２が位置して
いる。さらに、上述した定着装置８に対する転写紙Ｓの
移動方向後方には、ハウジングＩＡ内から排出された転
写紙Ｓを受けるための排紙トレー１３が設けである。

上述した露光装＠４は、第７図乃至第１１図において、
走査光となるレーザービームを出射するレーｆ−ユニッ
ｌ−４Ａ（１８，９図参照）と、このユニッ［・４Ａか
ら感光体ドラム２に至るレーザービームの光路を形成す
る複数のミラーおよびレンズとで構成されており、複数
のミラーとしては、レーザーユニット４Ａの近傍に位置
する第１のミラー４Ｂと、この第１のミラー４Ｂからの
反射光を感光体ドラム２の軸方向、換言すれば、主走査
方向に振るために回転する偏向ミラー４Ｃと、レーザー
ユニット４Ａからの光路を感光体ドラム２に向は変換す
る第２のミラー４Ｄとがあり、そして、レンズとしては
、偏向ミラー４Ｃからのレーザービームを感光体ドラム
２上での主走査方向、副走査方向に対するビームの像面
湾曲や、−走査量の等速性を制御するためのｆ−θレン
ズ４Ｅと、感光体ドラム２に照射される１ノーザービー
ムの角度ずれを補正するためのトロイダルレンズ４Ｆと
が採用されている。なお、上述したレーザユニット４Ａ
内には、第８図、第９図示のように、半導体レーザー４
Ａ１、コリメートレンズ４Ａ２、およびアパーチャー４
．Ａ３がそれぞれ配置されており１点光源である半導体
レーザー４Ａ１から発散光として出射したレーザービー
ムをコリメートレンズ４Ａ２により平行光に変換し、ア
パーチャー４Ａ３でレーザービームサイズを整形したう
えで、光路に導きだすようになっている。そして。

この半導体レーザー４Ａ１は、発振波長を約７８０±１
０ｍ、出力を約３ｍＷに設定されている。

このような構造のレーザープリンタ１にあっては、露光
装置４におけるレーザーユニット４Ａ内の半導体レーザ
ー４ＡＩが、駆動部を成すエンジンドライブボード（駆
動制御部を有する配線基板）からの制御信号により画像
信号に応じて発光制御され、発光時のレーザービームが
、感光体ドラム２の移動時期と同期をとって偏向ミラー
４Ｃによる走査光とされ、上述した各レンズおよびミラ
ーを介して感光体ドラム２の表面に照射される。

このときのレーザービームの走査角は約１０４゜とされ
ている。

そして、この走査光により表面にＤ電層像を形成される
感光体ドラム２は、その回転中における露光前に、帯電
装置３によって、暗中で、例えば、（−）極性に一様帯
電を受け、露光行程に備えられる。

上述した露光行程において光導電性層上に静電潜像を形
成された感光体ドラム２は、現像装置５に対向し、そこ
で静電潜像を可視像化される。この現像装置５にあって
は、例えば、アジテータ５Ａによって攪拌された現像剤
を磁気的にあるいは誘電的に吸着する現像スリーブ５Ｂ
を備えており、この現像スリーブ５Ｂ上の現像剤がドク
ターブレード５Ｃにより適正な厚さに設定されたうえで
、感光体ドラム２の表面に対向し、その表面上の静電潜
像に対し、静電的に吸着されて静電潜像の可視像化が行
われる。上述した現像剤としては、トナーのみを有する
一成分系のものあるいは、トナーとキャリアとを組合せ
た二成分系のもののいずれかが用いられる。

この現像行程において、現像方式が、ポジーポジ方式の
場合には、感光体ドラム上での露光部以外の領域に現像
剤が付着し、また、現像方式がネガ−ポジ方式の場合に
は、感光体ドラム上での露光部に現像剤が付着する。

一方、この現像行程において可視像化された感光体ドラ
ム２上の静電潜像は、転写装置６により転写紙Ｓと対向
した状態で静電転写される。そして、可視画像を転写さ
れた転写紙Ｓは、定着装置８に向は搬送され、そこで、
加熱定着されて排出される。また、上述したように、可
視画像を転写した感光体ドラム２は、転写後、感光体ド
ラム２の表面に当接するクリーニングブレード７Ａを有
するクリーニング装＠７により、表面に残存している現
像剤を除去され、再度の前帯電に備えられる。

ところで、上述した露光装置４にあっては、レーザーユ
ニット４Ａから出射されたレーザービームを感光体ドラ
ム２に対する主走査方向へ振るため偏向することが行わ
れるが、この偏向手段としては、回転多面鏡やホロスキ
ャナーを用いた場合に起こる問題、すなわち、多面鏡や
ホロスキャナーがＪ−回転する間にビームが複数の鏡面
あるいはホログラム格子と関与した場合に面倒れを生じ
るという問題を解決するため、回転可能な反射媒体の鏡
面を回転軸に対して傾け、偏向させるべきビームを回転
軸に沿って入射させ、回転している上記反射媒体の鏡面
で反射したビームを３６０度偏向させることのできるピ
ラミダルミラーが採用されるようになってきている。

このようなピラミダルミラーにあっては、ビームの偏向
に関与する反射面が唯一つであるので、前述した面倒れ
の問題は原理的に解決できるとされている。

しかしながら、このようなピラミダルミラーを用いた場
合にあっても、次のような問題があり、こｉｔ、によっ
て、良好な露光走査を行なえなくなる虞れがある。

すなわち、第９図乃至第１２図において、今−度、レー
ザービームによる書き込み走査について説明すると、レ
ーザーユニット４Ａ内の半導体レーザー４ＡＩから出射
されたレーザービームは、第１のミラー４Ｂを介してピ
ラミダルミラー（偏向ミラー）４Ｃの略回転中心に向は
出射された後、このピラミダルミラー４０がスキャナー
モーター４ａの駆動で回転することにより、感光体ドラ
ム２に対する主走査方向（軸方向）に偏向され、ｆ−〇
レンズ４Ｅ、第２のミラー４Ｄ、そしてトロイダルレン
ズ４Ｆを介して感光体ドラム２上に結像する。また、感
光体ドラム２上での露光開始、換言すれば書き込み位置
を決定するための同期光を取り出すために、ｆ−θレン
ズ４Ｅと第２のミラー４Ｄとの間に位置させられている
光ファイバー４Ｇにも上述したレーザービームは、導か
れ、その入射時期をフォトセンサ４Ｈによって検出され
るようになっている。

このようなピラミダルミラー４Ｃへのレーザービームを
出射する側のレーザーユニット４Ａ内で、半導体レーザ
ー４Ａ１からのレーザービームを整形するアパーチャー
４Ａ３をそのユニット４Ａ内に固定したり、あるいはレ
ーザービームの出射方向におけるピラミダルミラー４０
の前に固定配置すると、第１２図（Ａ）示のように、レ
ーザーユニット４Ａ内のアパーチャー４Ａ３により整形
された楕円ビームが第１のミラー４Ｂで反射され、ピラ
ミダルミラー４０に入射して反射し、この反射時にピラ
ミダルミラー４Ｃの回転で偏向されることになるが、ピ
ラミダルミラー４０の任意位置では、入射ビーム径ａは
、反射後、Ｘ方向（主走査方向）の径となるものの、こ
の状態からピラミダルミラー４０が９０度回転すると、
第１２図（Ａ）において符号ａ１．　ａ２で示した光線
部を基準とした場合、第１２図（Ｂ）示のように、入射
ビーム径ａは１反射後、Ｘ方向（主走査方向と直交する
方向）のビーム径となってしまうことになる。

このときにおけるＸ方向のビーム径も、ピラミダルミラ
ー４０の９０度回転によって上述したと同様に反射ビー
ムが主走査方向と副走査方向とで逆転した状態となる。

しかも、結像光学系にあっては、通常、結像レンズに入
射するビームの径により結像径が決定さ九、また、結像
レンズに入射するビームの径は主走査方向と副走査方向
とで異なるのが一般的とされているので、上述したよう
に、偏向されたビームの径が、その走査方向において異
なってしまうと、感光体面上でスポット状に照射される
入射光の状態が−様でなくなり、これによって、−走査
ライン上での画像品質に差が出てしまう虞れがある。

（目　的） そこで１本発明の目的は、従来の画像形成装置における
露光走査系での問題に鑑み、−走査ラインでのスポット
径の変化を起こさせずに、−様とすることで、画像品質
に差がでないようにできる露光走査装置を備えた画像形
成装置を得ることにある。

（構　成） この目的を達成するため、本発明は、ピラミダルミラー
は、その反射面を、入射ビーム径における主走査方向（
走査方向）のビーム径と路間等の幅に設定されるととも
に、上記ピラミダルミラーの反射面から反射する上記レ
ーザービームの出射位置に相当する位置には、上記主走
査方向と直交する方向の副走査方向での幅を、上記入射
ビームにおける副走査方向でのビーム径と路間等とされ
、かつ、上記主走査方向に沿う長さを、少なくとも。

走査位置設定用の同期検知光が入射でき、かつ。

上記感光体への走査が可能な有効走査画角を得られる長
さに設定されたスリットを有するビーム幅設定機構を備
えることを提案するものである。

（作　用） 本発明によれば、半導体レーザーから出射され、レーザ
ーユニット内のアパーチャーによって照射幅を整形され
たレーザービームは、ピラミダルミラーの反射面の大き
さによって主走査方向でのビーム径に設定され、そして
、ビーム幅設定機構におけるスリットにより副走査方向
でのビーム径に設定され、結像レンズには上述した各走
査方向でのビーム径から得られるスポラ１−径を−様な
状態で入射させることができる。

以下、第１図乃至第６図において、本発明の実施例の詳
細を説明する。

第１図は本発明の一実施例による画像形成装置における
露光装置の一部を示す斜視図であり、第７図に示したも
のと同じ構成部品については同符号により示しである。

第１図において、スキャナーモーター４ａに一体化され
ているピラミダルミラー４Ｃは、その反射面４ＣＩが、
ピラミダルミラー４０の回転方向に対応してレーザービ
ームの主走査方向でのビーム径を得られる主走査方向に
沿った長さに設定されている（図中、符号Ａで示す長さ
）。

一方、このピラミダルミラー４０の外周には、第２図示
のように１円筒部を有するカバー１３が位置し、このカ
バー１３は、例えば、スキャナーモーター４ａのハウジ
ングに固定されてピラミダルミラー４０の回転と関係な
く定位置に位置するように設けられている。そして、こ
のカバー１３における周面の一部にはピラミダルミラー
４Ｃの回転方向に沿った長手方向を有するスリット１３
Ａが形成されている。

すなわち、このスリット１３Ａは、第３図示のように、
その長手方向と直交し、感光体ドラム２の回転方向に沿
う副走査方向の幅Ｂを、レーザービームによる副走査方
向でのビーム径が得られる値に設定され、そして、長手
方向の長さしを、少なくとも、第１０図に示した光ファ
イバ４Ｇにレーザービームを入射できるとともに、例え
ば、前述したように１０４°の如き、主走査方向での有
効画角よりも大きい角度が得られる長さに設定されてい
る。

本実施例は以上のような構造であるから、半導体レーザ
ー４Ａ１からコリメートレンズ４Ａ２を介してピラミダ
ルミラー４Ｃに対し入射するレーザービームＬ２は、楕
円状に形成されて入射し、ピラミダルミラー４０の反射
面４Ｃ１でそのビーム径を主走査方向でのビーム径Ａに
され、カバー１３のスリット１３Ａに向は反射する。そ
して、スリット１３Ａにおいては、そのスリット］、３
Ａによって、レーザービームＬ２は副走査方向でのビー
ム径に相当する幅Ｂにされて出射することで、結像レン
ズに対しては、ビーム径＝Ａ（主走査方向でのビーム径
）×Ｂ（副走査方向でのビーム径）とじて入射し、感光
体ドラム２の表面に対して、所望のビームスポット径で
結像する。

ところで、通常いわれることに、レーザーの活性層に平
行、直角で各々発散角が異なり、レンズで整形すると楕
円になるということがある。従って、これを正円とする
ためには、かなりの枚数のレンズおよびプリズムが必要
とされ、構造上のコストアップを招くことになることお
よび、アパーチャーでけられる光を少なくすること等の
理由を踏まえ、光利用効率を上げるために上記楕円はで
きるだけ小さい方が良いとされている。

そこで、このような要望に対し、上述した実施例にあっ
ては、第６図示のように、ピラミダルミラー４０の反射
面４Ｃ１と、カバー１３におけるスリット１３Ａとによ
って、レーザービーム］、２の大きさを、有効走査画角
および光ファイバ４Ｇへ入射できる同期検知画角βだけ
回転したときに覆っている大きさとすることで、ビーム
径（ＡＸＢ）は常に一定とされるので、楕円状のビーム
スポットを無理に正円にするような努力を要することな
く、上述した光利用率を上げると同じ作用が得られる。

なお、第６図中、交差ａ線部はピラミダルミラー４０の
反射面４ＣＩとカバー１３のスリット１３Ａとで形成さ
れるスリット領域を示している。

このように、上述した実施例によれば、感光体上へ出射
されるレーザービームは、ピラミダルミラーにより偏向
された場合にあっても、その走査ライン上でのビーム径
が変化しないので、−様なビームスポットによる走査が
行なえ、しかも、このための構造においても、ピラミダ
ルミラーの組み立てと合せてカバーを組み立てて、その
構造部をプリンタ内に同時に組み込むことができるので
、組み立ての際の手順を新たに増やすような必要がなく
、これによって、組み立て工数の増加をさほど考慮しな
くて済む。

次に、第４図および第５図によって本発明の別実施例を
説明する。

第４図に示す実施例は、第１図に示したカバーに形成さ
れていたスリットをピラミダルミラー４Ｃとｆ−θレン
ズ４Ｅとの間におけるｆ−θレンズ４Ｅの近傍に位置さ
せた例である。

すなわち、スリット１４Ａを有するスリット板１４は、
ピラミダルミラー４０からのレーザービームの出射側に
位置するｆ−θレンズ４Ｅの前に配置されてハウジング
ＩＡの不動部に固定されている。そして、このスリット
板１４におけるスリット１４Ａは、その長手方向の長さ
を、第１図に示したスリットと同様な基準によって設定
されている。第４図におけるスリット１４Ａは、結像レ
ンズであるｆ−θレンズ４Ｅに近づいているため、換言
すれば、ピラミダルミラー４Ｃの出射側から離れている
ためにその長手方向の長さが第１図のものよりも長くさ
れて、第１図におけるスリットと同様な機能を持たせで
ある。

また、第５図は、ピラミダルミラーにおける反射面の変
形例を示しており、第５図（Ｉ）は、主走査方向でのビ
ーム径Ａが得られる面を凸状に形成して、他の面を反射
防止面とした例であり、そして、第５図（ＩＩ）は、反
射面を平坦な面とし、その一部に上述した主走査方向で
のビーム径Ａが得られる反射面を形成し、それ以外の面
を反射防止面とした例である。また、第５図（Ｉｌｌ）
は、上述した第５図（１）の場合とは逆に、反射面を凹
面で形成し、他の面を反射防止面とした例である。さら
に、第５図（ｒＶ）は、第５図（ｍ）における反射面を
凹部とした場合の別個を示しており、同図における凹部
は、その反射面以外の部分を反射防止処理するのに限ら
ず、例えば、傾斜面とすることで反射光を必要光路外に
反射させるようにしである。なお、第５図（１）におい
て、立上り面を傾斜させても良いものである。なお、上
述した偏向手段としては、実施例に挙げたピラミダルミ
ラーに限らず、このミラーと同様な機能を持つように、
その反射面を傾けて構成した回転多面鏡としても良い５
（効　果） 以上、本発明によれば、光ビームを偏向する際に生じる
主走査方向でのビーム径と副走査方向でのビーム径とが
逆転するのを、偏向部での反射面の大きさを設定すると
共に、この反射面から出射するビームの入射位置に設け
であるスリットの大きさを設定することで、常に、一定
のビーム径を結像レンズに向は出射させることができる
ので、感光体上での一走査ラインにおけるビーム径を一
様にして、均一なビームスポットを用いて画像品質を低
下させないようにすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による画像形成装置に適用される
露光装置の要部を示す斜視図、第２図は第１図に示した
要部の断面図、第３図は第２図中のｔｎ−ｍ線に沿った
矢視図、第４図は第１図に示した露光装置の別実施例を
示す斜視図、第５図は第１図におけるピラミダルミラー
の反射面の変形例を示す局部斜視図、第６図は第１図に
示した要部による作用を説明するための模型図、第７図
は従来の画像形成装置の一例を示す断面図、第８図およ
び第９図は第７図に示した画像形成装置における露光部
の要部を示す断面図、第１０図は第７図に示した画像形
成装置における露光装置を示す底面図、第１１図は第１
０図におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った矢視図、第１２図は
第８図乃至第１１図におけるレーザービームの状態を説
明するための模型図である。 １・・・レーザープリンタ、２・・・感光体ドラム、３
・・・帯電装置、４・・・露光装置、４Ａ・・・レーザ
ーユニット、４Ｃ・・・ピラミダルミラー、４Ｇ・・・
同期検知光を採り入れる光ファイバー、１３・・・ビー
ム幅設定機構を成すカバー、１３Ａ・・・スリット、Ａ
・・・主走査方向でのビーム径に相当する反射面の幅、
Ｂ・・・副走査方向でのビーム径に相当するスリットの
幅。 第４図 、ｌＡ 第５図 （ｘ）　　　　Ｃｕ）　　　　　（１ｍ）　　　　　　
（ｆｆ）第６図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動方向に沿って、前帯電、露光、現像、転写、の各複
   写プロセスを行われる感光体をハウジング内に備えた画
   像形成装置において、 上記露光行程は、半導体レーザーから出射されたレーザ
   ービームを結像光学系での感光体面で結像させるための
   必要スポットに整形するスリット機構と、上記レーザー
   ビームを感光体に対する主走査方向に偏向させるために
   回転可能とされ、入射される楕円光束を、回転軸と直交
   する平面に対して有限の角度を成す反射媒体で３６０度
   偏向させる偏向手段とを装備させて構成した露光装置と
   し、上記反射媒体は、その反射面を、入射ビーム径にお
   ける主走査方向でのビーム径と略同等の幅に設定され、 上記反射媒体の反射面から反射する上記レーザービーム
   の出射位置に相当する位置には、上記主走査方向と直交
   する方向の副走査方向での幅を、上記入射ビームにおけ
   る副走査方向でのビーム径と略同等とされ、かつ、上記
   主走査方向に沿う長さを、少なくとも、走査位置設定用
   の同期検知光が入射でき、かつ、上記感光体への走査が
   可能な有効走査画角を得られる長さ以上に設定されたス
   リットを有するビーム幅設定機構を備えていることを特
   徴とする画像形成装置。