JPH0416912A - 走査光学系及びこれを利用する画像形成装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、走査光学系及びこれを利用する画像形成装
置に関し、特にレーザ光源を用い、レーザ光をポリゴン
やバルバノミラー等の偏光器で偏向させこれを走査光学
系で制御するラスク走査方式で感光体上に潜像を形成す
る走査光学系及びこれを利用して像形成を行う画像形成
装置に関するものである。

【背景技術】

近年、感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を現像し
て可視画像を得る電子写真等の分野において、画質の改
善、変換、Ｓ粟等が容易で高品質の画像形成が可能なデ
ィジタル方式を採用したディジタル画像形成装置の研究
開発が盛んになされている。 ディジタル画像形成装置に採用される走査光学系として
代表的なものにレーザ光を偏向させ、走査光学系で制御
するラスク走査方式により感光体上に静電潜像を形成す
る装置がある。 当該走査光学系は、コーヒレントなレーザ光源を設けて
おり、当該レーザ光源からの発散光束は、信号制御系の
制御に基づいて画像信号発生部例えばページメモリから
の画像信号で光変調器により変調されビームを第１光学
系を介して例えば偏向器に入射し、偏向器で偏向させ、
走査レンズによって一様帯電した感光体上で微少なスポ
ットに絞って走査することにより、高輝度で微少なスポ
ットを得るものである。 また、ラスク走査方式では、同期系及び信号制御系で走
査ビームの位置を検出して感光体面上の走査開始位置を
決めて感光体面上にドツト状の静電潜像が形成するため
高速で高密度な位置制御が可能である。 走査光学系の光定着としては、■レーザ光学系に音響光
学変調器を介在させ、当該音響光学変調器により光変調
する装置、■半導体レーザを用い、レーザを直接変調す
る装置などがある。 また、画像信号発生部からのデジタル画像信号により、
中間調を再現するための光変調方法としては、パルス幅
変調方式と強度変調方式及びこれらの組合わせとがある
。それぞれの変調方式には最適の画像を得るためのビー
ムの強度分布が存在する。 しかしながら、従来技術においてはレーザ光源の発光分
布はガウシアン分布をしており、前述の変調方式に適し
たビームの強度分布でないという問題点かあった。 一般的なレーザ光源の発光分布（ファーフィールドパタ
ーン）は、接合面内での半値全幅θ１−１Ｏ〜３０６程
度であり、これに垂直な方向での半値全幅θ２−３０〜
６０°位である。 前述の走査光学系から照射されるビームは、裾が左右に
広がった正規分布状に近似した円形や楕円状の輝度分布
となり、例えば半導体レーザビームの場合、通常、輝度
１〜６ｍＷで感光体上で主走査方向あるいは副走査方向
の一方あるいは両者が２０〜１００μｍとい〉極めて狭
い円形あるいは楕円状のパルス幅である。 第１５図は低γ型感光体の特性を示す概略図である。 電子写真法による画像形成装置に適用される感光体とし
ては、一般に第１５図に示すように、光減衰が露光初期
で大きく、露光中期において緩慢であるいわゆる低γ型
光減衰特性を示すものが一般に用いられてきた。 低γ型感光体としては、Ｓｓ　、　ＣｄＳ等単層型のも
の、ＯＰＣで通常用いられている電荷発生層と電荷輸送
層とからなる二層構成のものが知られているが、１託半
導体特性を示す多くの感光体は、高電界中より低電界中
の方が一般的に光感度が低く、光量の増大による電位低
下と供に光感度が低下するものである。このことからア
ナログ複写機において、階調再現の必要性からこの型の
感光体が用いられている。 仮に前述の走査光学系から照射されるビームで低γ感光
体上に静電潜像を形成すると、当該感光体は一般に露光
初期において感度が高く、感光体の変動を拾いやすいこ
と及び鮮鋭なドツト状の潜像か形成されないことになる
。 かかるビームにより形成された静電潜像を好ましくは反
転現像で現像してドツト画像を形成しても、しばしば鮮
鋭度の悪い画像となるという問題点があった。

【目　的】

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、微少ビーム径の形
成及びビーム変調方式、特にパルス幅変調方式及び強度
変調方式に適した光強度分布のビームに整形することを
目的とする走査光学系を提供することにある。 本発明の他の目的は、ドツトによる中間調再現が忠実な
画像を形成することを目的とする画像形成装置を提供す
ることにある。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するこの発明は、レーザ光源からの発散
光束をコリメートレンズと少なくとも偏向器からなる偏
向光学系を介して感光体に光走査する走査光学系であっ
て前記偏向器の反射面にその中心部を端部より低い反射
率を有することを特徴とするものである。具体的には、
光吸収部材を施すか、あるいは、□反射面に傷を付けて
乱反射させることが行われる。 また、本発明は、レーザ光源からの発散光束をコリメー
ト・レンズ・と少なくとも偏向器からなる偏向光学系を
介して□感光体に光走査する走査光学系であって、前記
偏向器の反射面にその中心部を端部より低い反射率を有
し、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の反射率が高
い濃度フィルタを前記コリメートレンズと前記偏向器と
の間に設けたことを特徴とするものである。これにより
、さらにビーム形状を調整することができる。 本発明は、前□記いずれかの走査光学系により感光体に
光走査して静電潜像を形成し、該潜像を反転現像する画
像形成装置であって、前記感光体が高γ感光体であるこ
とを特徴とするものである。 これにより、ビーム形状を変形すると共にシャープな静
電潜像を形成することができる。

【５！施例】 以下に第１実施例の走査光学系の構成等を第１図〜第４
図に基づいて説明する。 ・第１図及び第１０図は第１本実施例の走査光学系の概
略構成を示すブロック図である。なおここで濃度フィル
タ３４０は本実施例では採用しないものとする。 本実施例の走査光学系３０は、ページメモリ（図示せず
）からの画像濃度信号を強度変調した変調信号で半導体
レーザ３１を発振させ、このレーザ光を所定速度で回転
する偏光器としてのポリゴンレンズ３６で偏向させ、ｆ
θレンズ３７及びでシリンドリカルレンズ３５ａ、３５
ｂによって一様帯電した感光体１上面に微少なスポット
に絞って走査するものである。 走査光学系３０は、コーヒレントな光源として半導体レ
ーザ３１を設け、発光光学系としてコリメートレンズ３
２、プリズム３３を設け、偏向光学系としてポリゴンミ
ラー３６及びｆθレンズ３７を設け、ポリゴンミラー３
６による面倒れ補正光学系としてシリンドリカルレンズ
３５ａ、３５ｂを設け、更に反射ミラー３８ａ、　３８
ｂを設けである。 半導体レーザ３１はＧａＡ　Ｉ　Ａｓ等が用いられ、最
大出力５ＩＩＩＷであり、光効率２５％であり、拡り角
として接合面平行方向８〜１６°　接合面垂直方向２０
〜３６°である。又、カラートナー像を順次感光体１上
に重ね合わせるので、着色トナーによる吸収の少な゛い
波長光による露光が好ましく、この場合のビームの波長
は８００ｎｍである。 コリメートレンズ３２は、ビームを効率良く必要な径で
取り出すレンズであり、開口数Ｎ、Ａは０．３３であり
、透過率は９７％以上のレンズからなり、球面収差とサ
イコンデジョンを良好にする・ものである。 プリズム３３は、透過率８０％以上のプリズムにより、
半導体レーザ３１からのビーム径を１／３に圧縮するも
のである。 偏向光・学系は、ビーム（光束）の集光すると共に走査
面の平坦化を実現するためにペラパール和と非点隔差を
小さくするものである。 ポリゴンレンズ３６は、８面の゛ボ□リゴン面を設け、
１６５３５．４ｒｐｍの回転数で回転することにより、
感光体１面上にビームを走査するものである。なお、ポ
リゴンレンズに限定されるものでなく、これと同様の機
能を果たすものであればかまわない。 ｆθレンズ３７は、走査面の平坦化を実現するためにペ
ラパール和と非点隔差を小さくし、像面湾曲を除去する
ものである。 補正光学系はとしては、ポリゴンミラー３６の前後にシ
リンドリカルレンズ３５ａ、３５ｂを設け、ポリゴンミ
ラー３６の面倒れ誤差による走査線のピッチむらを低減
する。これによりポリゴン倒れ角１２０秒Ｐ＝Ｐであり
、倒れ角補正率ｌ／２０以上となる。シリンドリカルレ
ンズ３５ｂはビームを感光体ｌ上面に結像するものであ
る。スポットサイズは主走査方向６２．５上５μｍ、副
走査方向８２．５±１２．５μｍである。記録密度は主
走査密度４００ｄｐｉに設定した。 更に、走査光学系３０の制御回路には、変調回路２００
を設け、同期系としてインデックスセンサ３９及びイン
デックス検出回路３９ａを設け、偏向系としてポリゴン
ドライバ３６０を設けである。 同期系は、偏向光学系からのビームを反射ミラー３８ｂ
を介してインデックスセンサ３９に入射する。 インデックスセンサ３９はビームに感応して電流を出力
し、当該電流はインデックス検出回路３９ａで電流／電
圧（Ａ／Ｖ）変換してインデックス信号として出力する
。このインデックス信号により所定速度で回転するポリ
ゴンミラー３６の面位置を検知し、主走査方向の周期に
よって、ラスク走査方式で後に記す変調されたディジタ
ル画像濃度信号による光走査を行っている。走査周波数
２２０４．７２Ｈｚであり、有効印字幅２９７ｍｍ以上
であり、有効露光幅３０６ｍｍ以上である。 変調回路２００は、参照波と所定ビット例えば８ビツト
からなるディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換したアナ
ログ濃度信号とを差動増幅する。そして得られた強度変
調信号を出力する。当該変調信号はＬＤの駆動回路３１
ａの駆動信号となる。 ＬＤ駆動回路３１ａは変調回路２００からの変調信号で
半導体レーザ３１を発振させるものであり、半導体レー
ザ３１からのビーム光量に相当する信号がフィードバッ
クされ、その光量が一定となるように駆動する。 偏向系としてのポリゴンドライバ３６ａハ、直’ｌＬモ
ータを所定速度で回転させ、ポリゴンミラー３６を１６
５３５．４ｒｐｍで回転させるものである。 以上が本実施例の概略構成であり、本第１実施例の走査
光学系３０における特徴的構成を以下に説明する。 第２図は第１実施例の要部構成であるポリゴンミラーを
示す斜視図であり、第３図は本実施例に係るポリゴン面
の反射率を示すグラフであり、第４図（ａ）は第１実施
例の走査光学系により結像されるビームを示す模式図で
あり、第４図（ｂ）は通常のポリゴンミラーを備える走
査光学系により結像されるビームを示す模式図である。 ポリゴンミラー３６における各ポリゴン面には第２図に
示すように中心対称に矢印ｙ方向に光を吸収する光吸収
部材３６ａを蒸着又は添付しである。 各ポリゴン面の反射率は、第３図に示すように矢印ｙ方
向で中心対称に中央部の反射率が低下している。 なお、ポリゴンミラーと同様の機能を有する他の偏向器
を用いる場合、その反射面に光吸収部材を施せばよい。 上述の走査光学３０の構成により、第１実施例の走査光
学系３０のより偏向光学系で感光体１の結像されるビー
ム径は、第４１３１（ａ）に示すように副走査方向に約
４０．０μｍに圧縮されることになる。なお、通常のポ
リゴンミラーによれば、第４図（ｂ）に示すような楕円
ビームとなっている。これは多値記録方法として強度変
調を採用するのＩ：適することになり、また副走査方向
の記録密度も高めることができる。しかし、第１実施例
の走査光学系においては、ビームの圧縮される方向にハ
ローが発生することが多い。このハローは高γ感光体の
使用により解決することができる。 以下に、上述した第１実施例の走査光学系３０を備える
画像形成装置の構成について説明する。 第５図は本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面
図である。 カラー画像形成装置１００は、高７感光体を一様帯電し
た後にコンピュータ又はスキャナからの画像濃度信号を
シエイディング補正、階調補正、マスキング補正等の処
理を行う。このディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換し
て得られたアブログ画像濃度信号と参照波信号とを差動
増幅して得られた変調信号に基づいて強度変調したスポ
ット露光によりドツト状の静電潜像を形成し、これをト
ナーにより反転現像してドツト状のトナー画像を形成し
、前記露光及び現像工程を繰り返して感光体１上にカラ
ートナー像を形成し、該カラートナー像を転写し、分離
、定着してカラー画像を得る。 画像形成装置１００は、矢印方向に回動するドラム状の
高γ感光体（以下、単に感光体という。）ｌと、該感光
体１上に−様な電荷を付与するスコロトロン帯電器２と
、第１実施例の走査光学系３０．イエロー　マゼンタ、
シアン及び黒トナーを装填した現像器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ
，４Ｄ、転写前帯電器６１　スコロトロン転写器６２、
分離器６３、定着ローラ６４、クリ−ニゲ装置７０、除
電器７４とからなる。 １１！！６図は高１感光体の具体的構成例を示す断面図
である。 以下に本実施例の主な構成について説明する。 感光体ｌは、第６図に示すように導電性支持体ＩＡ、中
間層ＩＢ、感光層１ｃからなる。感光層１ｃの厚さは、
５〜１００μ−程度であり、好ましくはｌＯ〜５０μｌ
である。感光体ｌは直径１５０ｍｍのアルミニュウム製
のドラム状導電性支持体ＩＡを用い、該支持体ＩＡ上に
エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．１ｔｔ
　ｒｎの中間層ＩＢを形成し、この中間層ＩＢ上に膜厚
３５μ■の感光層ＩＣを設けて構成される。 導電性支持体ＩＡとしては、アルミニウム、スチール、
銅等の直径１５９ｍｍ程度のドラムが用いられるが、そ
のほか、紙、プラスッチクフイルム上に金属層をラミネ
ートまたは蒸着したベルト状のもの、あるいは電ちゅう
法によって作られるニッケルベルト等の金属ベルトであ
ってもよい。また、中間層ＩＢは、感光体として±５０
０〜±２０００　Ｖの高帯電に耐え、例えば正帯電の場
合はエレクトロンの導電性支持体１ｃから注入を阻止し
、なだれ現象による優れた光減衰特性が得られるよう、
ホール移動性を有するのが望ましく、そのため中間層Ｉ
Ｂに例えば本出願人が先に提案した特願昭６１−１８８
９７５号明細書に記載された正帯電型の電荷輸送物質を
１０重量％以下添付するのが好ましい。 中間層ＩＢとしては、通常、電子写真用の感光層に使用
される例えば下記樹脂を用いることができる。 （１）ポリビニルアルコール（ポバール）、ポリビニル
メチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等のビニル
系ポリマー （２）ポリビニルアミン、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾー
ル、ポリビニルピリジン（四級塩）、ポリビニルピロリ
ドン、ビニルピロリドン−酢酸ビニルコポリマー等の含
窒素ビニルポリマー （３）ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコー
ル、ボリア’ｃｒピレングリコール等のポリエーテル系
ポリマー （４）ポリアクリル酸およびその塩、ポリアクリルアン
ミド、ポリ−β−ヒドロキシエチルアクリレート等のア
クリル酸系ポリ′マー （５）ポリメタアクリル酸およびその塩、ポリメタアク
リルアミド、ポリヒドロキシプロピルメタアクリレート
等のメタアクリル酸系ポリマー（６）メチルセルロース
、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース等の工−テノ１繊維素系ポリマー （７）ポリエチレンイミン等のポリエチレンイミン系ポ
リマー （８）ポリアラニン、ポリセリン、ポリ−Ｌ−グルタミ
ン酸、ポリ−（ヒドロキシエチル＞−Ｌ−グルタミン、
ポリ−δ−カルボキシメチル−Ｌ−システィン、ポリプ
ロリン、リジン−チロシンコポリマー　グルタミン酸−
リジン−アラニンコポリマー、絹フィブロイン、カゼイ
ン等のポリアミノ酸類 （９）スターチアセテート、ヒドロキシンエチルスター
チ、スターチアセテート、ヒドロキシエチルスターチ、
アミンスターチ、フォスフェートスタ・−チ等のでんぷ
んおよびその誘導体 （ｌＯ）ポリアミドである可溶性ナイロン、メトキシメ
チルナイロン（８タイプナイロン）等の水とアルコール
との混合溶剤に可溶なポリマー 感光層ＩＣは基本的には電荷輸送物質を併用せずに光導
電性顔料よりなる０、１−１μｍ径のフタロシアニン微
粒子と、酸化防止剤とをバインダー樹脂とをバインダ樹
脂の溶剤を用いである０、１〜１μｍ径のフタロシアニ
ン微粒子に混合分散して塗布液を調整し、この塗布液を
中間層に塗布し、乾燥し、必要に・より熱処理して形成
される。 また、光導電性材料と電荷輸送物質とを併用する、場合
には、光導電性顔料と当該光導電性顔料の１１５以下、
好ましくはｌ　／１０００−１　／１０（重量比）の少
量の電荷電荷輸送物質とよりなり光導電性材料と、酸化
防止剤とバインダー樹脂中に分散させて感光層を構成す
る。 本実施例ではカラートナー像を感光体に重ね合わせるの
で走査光学系からのビームがカラートナー像を遮蔽しな
いように長波長側に分光感度を有する感光体が必要であ
る。 以下に本実施例の高７感光体の光減衰特性について説明
する。 ＄７図は高γ感光体の特性を示す概略図である。 図において、■、は帯電電位（Ｖ）　、ｖｏは露光前の
初期電位（Ｖ）、Ｌｌは初期電位Ｖ０が４１５に減衰す
るのに要するレーザビームの照射光量（、！ｌ　Ｊ／ａ
ｍ２）、Ｌ２は初期電位Ｖ、が１１５に減衰するのに要
するレーザビームの照射光量（μＪ／ｃｍ”）を表す。 Ｌ、／Ｌ、の好ましい範囲は １．０≦Ｌ！／Ｌ、≦１．５ である。 本実施例ではＶ　、　＝　１０００（Ｖ　）、Ｖ　ｏ　
＝　９５０（Ｖ　）、Ｌ、２／　Ｌ　Ｌ＝　１．２であ
る。又露光部の感光体電位はｌＯｖである。 光減衰曲線が初期電位（Ｖｏ）を１／２にまで減衰させ
た露光中期に相当する位置での光感度をＥｌ／□とじ、
初期電位（ｖ　Ｑ）を９／１０まで減衰させた露光初期
に相当する位置での光感度をＥ、７．。としたとき、 （Ｅ　１．’ｚ）／　（Ｅ　Ｉ／ｌ。）≧２好ましくは （Ｅ　ｌ／り／　（Ｅ　Ｉ／ｌ。）≧５の関係を与える
光導電性半導体が選ばれる。なお、ここでは、光感度は
微少露光量に対する電位低下量の絶対値で定義される。 当該感光体１の光減衰曲線は、第７図に示すような光感
度である電位特性の微分係数の絶対値が少光量時に小さ
く、光量の増大と供に急峻に減衰する。具体的には光減
衰曲線が第７図に示すように露光初期においては、若干
の期間り４、感度特性が悪くてほぼ横這いの光減衰特性
を示すが、露光の中期り、からＬ２にかけては、−転し
て超高感度となってほぼ直線的に下降する超高γ特性と
なる。感光体ｌは具体的には＋５００〜＋２０００Ｖの
高帯電下におけるなだれ現象を利用して高ガンマ特性を
得るものと考えられる。つまり、露光初期において光導
電性顔料の表面に発生したキャリアは当該顔料と被覆樹
脂との界面層に有効にトラップされて光減衰が確実に抑
制され、その結果、露光の中期においてきわめて急激な
なだれ現象が生じると解される。これにより、第１実施
例の走査光学系３０によりハローが発生したとしても、
光量が小さいために高γ感光体ではハローによって静電
潜像を形成されないので、ノイズのない静電潜像を形成
することができる。 第８図は本実施例の画像形成装置に適用される現像装置
を示す断面図である。 現像器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄは、装填する現像剤の色
が異なるだけで、第５図に示すような共通の構成であり
、以下に現像装置４０を代表して構成を説明する。 現像器４０は、下部ケーシング４２と上部ケーシング４
１で形成する現像槽内に回転するＮ、Ｓ極を有するマグ
ネットローラ４４を内包するスリーブ４３、上部ケーシ
ング４１に固着した固定部材４６からスリーブ４３に圧
接した弾性板からなるスクレーパ４５、スクリュウ状の
第１及び第２の撹拌部材４７．４８、スリーブクリーニ
ングローラ４９を備える。第１の撹拌部材４７は紙面手
前方向へ、第２撹拌部材４８は紙面奥側搬送する形状で
ある。この撹拌部材４７゜４８の間に壁を設けて現像剤
が滞留しないような形状をしている。なお、スクレーバ
４５に代えて磁性板や磁性棒からなる薄層形成手段を設
けてもよい。 スリーブタリーニゲローラ４９は矢印方向に回転し、現
像領域を通過してトナーを消費した現像剤をスリーブ４
・３から掻き取る。このため“現像領域に搬送される現
像剤を入れ換えることができ、現像条件か安定する。 スリーブ４３には、かぶりを防ぐために保護抵抗（図示
せず）を介して直流バイアス成分を有する電圧を印加す
る現像バイアス回路８ｏが設けられている。 ここで用いられる現像剤りは二成分現像であり、トナー
は１〜２０μｍの粒径であり、電荷制御剤或はアミン化
合物で処理されたシリカ微粒子やその他添加剤の混合し
たものが使用される。現像剤を構成するキャリヤもトナ
ー同様に小粒径の方が画質の解像力及び階調再現性の点
から有利である。 例えば、現像剤層のキャリアを５〜５０μｍの小粒径と
した場合均一な高さの磁気ブラシを形成することができ
る。 現像バイアス回路８０は、スリーブにより搬送されたト
ナーが感光体１に静電的力を受けて移行しうる現像器・
域でトナーがスリーブ４３と感光体ｌの間を振動させる
ための交流バイアスを供電する交流電源と直流バイアス
を供電する高圧直流電源とを備える。本実施例−ｔ’　
ハＶ　ＤＣ＝８００Ｖ％Ｖ　ＡＣ−７００Ｖ　。 ３ＫＨｚである。このようにして現像バイアス回路８０
はスリーブ４３と感光体ｌの間に振動電界を発生させて
いるので、現像剤の粒子がスリーブ４３と感光体ｌとの
間で振動するから、現像剤りと感光体ｌとが接触しなく
ても感光体ｌにトナー粒子によるトナー像が形成される
ので先行のトナー像を破壊しない。 非接触現像においては、潜像に対して現像剤が接触しな
いことから、微細な潜像の現像が困難であるが、高γ型
感光体により急峻な潜像を造ることにより、微細な部分
の現像性を潜像形成の改良により向上させることができ
る。 このことから、接触現像に限らず、特に非接触現像法に
おいては、高γ型感光体を用いた本実施例はさらに効果
を有するものとなっている。 以下に、第１実施例の走査光学系３０及びこれを採用す
る画像形成装置１００の動作について説明する。 ｗｃ９図（ａ）〜（ｆ）は第１実施例の走査光学系の動
作及びこれを利用する画像形成装置の動作を説明するタ
イムチャートである。 図において、（ａ）は画素クロックＤＣＫを示している
。（ｂ）は色補正や階調補正後にＤ／Ａ変換されたアナ
ログ濃度信号である。（ｃ）中の点線で示す信号はＤ／
Ａ変換した画像の濃淡を示すアナログ濃度信号であり、
実線で示す信号は参照波信号である。 （ｄ）は参照波信号とアナログ濃度信号をコンパレータ
を通すことにより得られる変調信号であり、差動増幅と
なっている。この変調は記録画素に対応した濃度信号と
参照信号とは同期して行われている。画像濃度に対応し
た強度変調信号が生成される。（ｅ）は感光体ｌ上にお
ける露光ドツト分布をしめしている。つまり、露光ドツ
ト分布はシャープな三角形状をしているがハローによる
ノイズｎを伴っている。この露光ドツト分布の中の破線
で示された感光体電位をｖｏを１７２の電位にする略半
減露光光量Ｐ１へ以上の部分が高７の感光体特性により
潜像として形成されることになる。 Ｃｆ’）は濃度信号に応じて、得られた大小からなるド
ツトの潜像である。このときハローによるノイズｎは前
述の理由により静電潜像として形成されない。当該潜像
を現像により形成されるドツト状の画像は、ボケのない
シャープなドツト状のトナー画像であり、このドツトの
幅を変化させることにより、画像の階調性を向上させＩ
；トナー画像が得られる。 以下に、画像形成装置１００の像形成プロセスについて
説明する。 先ず、スコロトロン帯電器２により感光体ｌが一様帯電
され、ドラム状感光体ｌ上にイエローに対応する静電潜
像が、イエローデータ（ディジタル濃度データ）により
光変調されたレーザ光の照射により形成される。前記イ
エローに対応する静電潜像は、第１の現像器４Ａにより
現像され、感光体１上に極めて鮮鋭度の高い第１のドツ
ト状のトナー像（イエロートナー像）が形成される。こ
の第１のトナー像は記録紙Ｐに転写されることなく、感
光体ｌ上に再びスコロトロン帯電器２により帯電が施さ
れる。 次いでマゼンタデータ（ディジタル濃度データ）により
レーザ光が光変調され、該変調されたレーザ光が感光体
１上に照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像
は、第２の現像装置４Ｂにより現像されて、第２のトナ
ー像（マゼンタトナー像）が形成される。前記と同様に
して第３現像装置４ｃにより順次現像されて、第３のト
ナー像（シアントナー像）が形成され、感光体ｌ上に順
次積層された３色トナー像が形成される。最後に第４の
トナー像（黒トナー像）が形成され、感光体ｌ上に順次
積層された４色トナー像が形成される。 本実施例の画像形成装置１００によれば、感光体が優れ
た高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高ガンマ特性
がトナー像の上から帯電、露光現像の工程を多数回にわ
たり繰り返しトナー像を重ね合わせて形成する場合にも
潜像が安定して形成される。すなわち、ディジタル信号
に基づいてビームをトナー像の上から照射するとしても
フリンジのない高鮮鋭度の高いドツト状の静電潜像が形
成でき、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ることが
できる。 これらの４色トナー像は、帯電器６１により感光体ｌを
帯電した後（省略してもよい）、給紙装置から供給され
た記録紙Ｐ上に転写器６２の作用で転写される。 転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、分離電極６３によ
り感光体ｌから分離され、ガイドおよび搬送ベルトによ
り搬送されて定着装置６４に搬入され加熱定着されて排
紙皿に排出される。 方、転写が終了した感光体１は、表面に残っているトナ
ーをトナー像形成中は解除されていたクリーニング装置
７０のブレード、ファーブラシあるいは磁気ブラシによ
り除去され、トナー像形成中は使用されなかったランプ
あるいはコロナ除電器７４により除電され、次の多色像
形成に支障のないようにされる。なお、ランプや除電器
７４はクリユング前に位置してもよい。 次に第２実施例の走査光学系１３０の構成及び機能につ
いて第１図〜第３図及び第１０図〜第１３図を参照して
説明する。ここでは実施例１と異なり第１図、第１０図
に示す通り濃度フィルタ３４０を採用している。 第２実施例の走査光学系１３０は、ページメモリ（図示
せず）からの画像濃度信号をパルス幅変調変調信号で半
導体レーザ３１を発振させ、このレーザ光を所定速度で
回転するポリゴンミラー３６で偏向させ、ｆθレンズ３
７及びでシリンドリカルレンズ３５ａ　、　３５ｂによ
って一様帯電した感光体ｌ上面に微少なスポットに絞っ
て走査するものである。 走査光学系１３０は、コーヒレントな光源として半導体
レーザ３１を設け、発光光学系としてコリメートレンズ
３２、プリズム３３を設け、偏向光学予としてポリゴン
ミラー３６及びｆθレンズ３７を設け、ポリゴンミラー
３６による面倒れ補正光学系としてシリンドリカルレン
ズ３５ａ、３５ｂを設け、更に反射ミラー３８ａ、３８
ｂを設けである。 変調回路２００は、第１５！施例と異なり参照波と所定
ビット例えば８ビツトからなるディジタル画像濃度信号
をＤ／Ａ変換したアナログ濃度信号とを比較し２値化す
ることにより得られたパルス幅変調信号を出力する。当
該変調信号はＬＤ駆動回路３１ａの駆動信号となる。 第１θ図は本実施例の走査光学系における変調光学系を
示す断面図であり、第１１図は第２実施例の要部構成で
ある濃度フィルタ及びその固定手段を示す平面図であり
、第１２図は第２実施例に係る濃度フィルタの透過率を
示すグラフであり、第１３図（ａ）は第２実施例の走査
光学系により感光体上面に結像されるビームを示す模式
図であり、第１３図（ｂ）は一般的な走査光学系により
感光体上面に結像されるビームを示す模式図である。 第２実施例の走査光学系１３０は、第１Ｏ図に示すよう
に新たな構成として固定手段３４０に収納した濃度フィ
ルタ３４をプリズム３３の前に設けである。 なお、濃度フィルタ３４はコリメートレンズ３２とポリ
ゴンレンズ３６との間であれば、どこに設けても構が、
ビームの圧縮中に例えば、プリズム３３ａとプリズム３
３ｂとの間に挿入するのは好ましくない。 固定手段３４０は、第１１図に示すように固定枠３４１
の内側にスライド部材３４２を矢印Ｘ方向にスライド自
在に嵌装し、スライド部材３４２の内側に濃度フィルタ
３４を矢印Ｙ方向にスライド自在に嵌装しである。なお
、濃度フィルタ３４は、例えばラックとピニオン等によ
り上下、左右に移動する固定手段を設け、これによりビ
ームの強度分布を変更することができる。 濃度フィルタ３４の透過率は、第１２図（ａ）に示すよ
うに矢印Ｘ方向で中心付近で透過率が上昇している。上
述の走査光学１３０の構成により、第２寅施例の走査光
学系１３０のより偏向光学系で感光体ｌの結像されるビ
ーム径は、第１３図（ａ）に示すように主走査方向２０
±７μｍとなり、副走査方向共にに圧縮され、これによ
り主副走査方向の書込密度を８００ｄｐ　ｉに設定しｔ
；。なお、通常の走査光学系によれば、第１３図（ｂ）
に示すような楕円状のビームを感光体上に結像すること
になる。更に７これは多値記録方法としてパルス幅変調
を採用するのに適することになる。しかし、第２実施例
の走査光学系１３０においては、ビームの圧縮される方
向にハローが発生することになる。このハローは高γ感
光体の使用により解決することができる。 これらのことは、次の内容を示している。 レーザビーム光はコリメートレンズによって実空間から
周波数空間に変換され、その後に置かれたｆθレンズに
よって再び実空間に変換される。 すなわち、コリメートレンズとｆθレンズの間の空間は
周波数空間になっており、この位置に濃度フィルター・
が置かれるとレーザビーム光の周波数空間における特定
の周波数成分がカットされこの状態で実空間にもどされ
ることになる。上述のハローの発生は、カットされた帯
域の周波数成分がなくなったことによる影響が出ている
ものである。 本実施例においては低周波数の周波数成分がカットされ
る様な濃度フィルタの構成をとっている。 この濃度フィルタ３４により、ガウス分布をもったレー
ザビームの強度分布は第４図（ｂ）の様に整形され、更
にｆθレンズによって微小スポットとして感光体上に結
像されるものである。 以下、述べる他の実施例においても同様の考え方が成立
する。 以下に、上述した第２実施例の走査光学系１３０を備え
る画像形成装置の構成について説明する。 当該画像形成装置２００（図示せず）は上記した画像形
成装置１００と程同−構成であり、走査光学系だけが画
像形成装置１００とことなるので詳細は避けて概略を第
５図に参照して説明する。 カラー画像形成装置２００は、高７感光体を一様帯電し
た後にコンピュータ又はスキャナからの画像濃度信号を
シェイディング補正、階調補正、マスキング補正等の処
理を行う。このディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換し
て得られたアナログ画像濃度信号と参照波信号とを比較
して得られた変調信号に基づいてパルス幅変調したスポ
ット露光によりドツト状の静電潜像を形成し、これをト
ナーにより反転現像してドツト状のトナー画像を形成し
、前記露光及び現像工程を繰り返して感光体ｌ上にカラ
ートナー像を形成し、該カラートナー像を転写し、分離
、定着してカラー画像を得る。 画像形成装置２００は、矢印方向に回動するドラム状の
高γ感光体（以下、単に感光体という。）ｌと、該感光
体ｌ上に−様な電荷を付与するスコロトロン帯電器２と
、第２実施例の走査光学系１３０．イエロー　マゼンタ
、シアン及び・黒トナーを装填した現像器４Ａ、４Ｂ、
４Ｃ，４Ｄ、転写前帯電器６１、スコロトロン転写器６
２、分離器６３、定着ローラ６４、クリニゲ装置７０、
除電器・７４とからなる。 以下に、第２実施例の走査光学系１３０及びこれを採用
する画像形成装置２００の動作について説明する。 第１４図（ａ）〜（ｆ）は第２実施例の走査光学系の動
作及びこれを利用する画像形成装置の動作を説明するタ
イムチャートである。 図において、（ａ）は画素クロックＤＣＫを示している
。（ｂ）は色補正や階調補正後にＤ／Ａ変換されたアナ
ログ濃度信号である。（ｃ）中の点線で示す信号はＤ／
Ａ変換した画像の濃淡を示すアナログ濃度信号であり、
実線で示す信号は参照波信号である。 （ｄ）は参照波信号はアナログ濃度信号とをコンパレー
タを通すことにより得られたパルス幅変調信号である。 記録画素に対応した濃度信号と参照信号は同期しており
、画像濃度に対応したパルス幅変調信号が生成される。 （ｅ）は感光体ｌ上における露光ドツト分布をしめして
いる。つまり、露光ドツト分布は本来シャープな矩形状
をしているが光学系のＭＴＦにより広がり、又ハローに
よるノイズｎを伴ってい、る。この露光ドツト分布の中
の破線で示された略半減露光光量Ｐ　Ｉ／！以上の部分
が高γの感光体特性により潜像として形成されることに
なる。 （ｆ）は濃度信号に応じて得られた大小からなるドツト
の潜像である。このときハローによるノイズｎは前述の
理由により静電潜像として形成されない。当該潜像を現
像により形成されるドツト状の画像はボケのないシャー
プなドツト状のトナー画像であり、この径を変化させる
ことにより、画像の階調性を向上させたトナー画像が得
られる。 以下に、画像形成装置ｔ２００の像形成プロセスについ
て説明する。 先ず、スコロトロン帯電器２により感光体ｌが一様帯電
され、ドラム状感光体！上にイエローに対応する静電潜
像が、イエローデータ（ディジタル濃度データ）により
光変調されたレーザ光の照射により形成される。前記イ
エローに対応する静電潜像は、第１の現像器４Ａにより
現像され、感光体１上に極めて鮮鋭度の高い第１のドツ
ト状のトナー像（イエロートナー像）が形成される。こ
の第１のトナー像は記録紙Ｐに転写されることなく、感
光体ｌ上に再びスコロトロン帯電器２により帯電が施さ
れる。 次いでマゼンタデータ（ディジタル濃度データ）により
レーザ光が光変調され、該変調されたレーザ光が感光体
１上に照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像
は、第２の現像装置４Ｂにより現像されて、第２のトナ
ー像（マゼンタトナー像）が形成される。前記と同様に
して第３現像装置４Ｃにより順次現像されて、第３のト
ナー像（シアントナー像）が形成され、感光体ｌ上に順
次積層された３色トナー像が形成される。最後に第４の
トナー像（黒トナー像）が形成され、感光体１上に順次
積層された４色トナー像が形成される。 本実施例の画像形成袋Ｒ２００によれば、感光体が優れ
た高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高ガンマ特性
がトナー像の上から帯電、露光現像の工程を多数回にわ
ｔ：り繰り返しトナー像を重ね合わせて形成する場合に
も潜像が安定して形成される。すなわち、ディジタル信
号に基づいてビームをトナー像の上から照射するとして
もフリンジのない高鮮鋭度の高いドツト状の静電潜像を
形成でき、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ること
かできる。 これらの４色トナー像は、帯電器６１により感光体ｌを
帯電した後（省略してもよい）、給紙装置から供給され
た記録紙Ｐ上に転写器６２の作用で転写される。 転写トナー像を担持しｔ；記録紙Ｐは、分離電極６３に
より感光体ｌから分離され、ガイドおよび搬送ベルトに
より搬送されて定着装置６４に搬入され加熱定着されて
排紙皿に排出される。 一方、転写が終了した感光体１は、表面に残っているト
ナーをトナー像形成中は解除されていたクリーニング装
置７０のブレード、ファーブラシあるいは磁気ブラシに
より除去され、トナー像形成中は使用されなかったラン
プあるいはコロナ除電器７４により除電され、次の多色
像形成に支障のないようにされる。なお、ランプや除電
器７４はクリユング前に位置してもよい。 本発明においては上述したように、半導体レーザ３１か
らの発散光束をコリメートレンズ３２ト少すくともポリ
ゴンミラー３６からなる偏向光学系を介して感光体１に
光走査する第１実施例の走査光学系３０において、ポリ
ゴンミラー３６の各ポリゴン面中心部に光吸収部材３６
ａを施したこ七ノ二より、ビーム変調方式、特に強度変
調やパルス幅変調方式に適した光強度分布のビームに整
形することができｔこ。 また、半導体レーザ３１からの発散光束をコリメートレ
ンズ３２と少なくともポリゴンミラーからなる偏向光学
系を介して感光体１に光走査する第２実施例の走査光学
系１３０において、ポリゴンミラー３６の各ポリゴン面
中心部に光吸収部材３６ａを施し、中心部の反射率が高
く、かつ、周縁部の反射率が低い濃度フィルタ３４を半
導体レーザ３１とポリゴンミラー３６との間に設けたこ
とにより、ビーム変調方式、特にパルス幅変調方式に適
した光強度分布のビームに整形することができた。 また、本実施例により半導体レーザ３１からの発散光束
をコリメートレンズ３２と少なくともポリゴンミラー３
６からなる偏向光学系を介して感光体ｌに光走査する画
像形成装置２００において、感光体ｌが高γ感光体であ
り、ポリゴンミラー３６の各ポリゴン面中心部に光吸収
部材３６ａを施したことにより、ハローに影響されるこ
となく、ドツトによる中間調再現が忠実な画像を形成す
ることができた。 本実施例により半導体レーザ３１からの発散光束をコリ
メートレンズ３２と少なくともポリゴンミラー３６から
なる偏向光学系を介して感光体ｌに光走査する画像形成
装置２００において、感光体ｌが高γ感光体であり、ポ
リゴンミラー３６のポリゴン面中心部に光吸収部材３６
ａを施し、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過
率が高い濃度フィルタ３４をコリメートレンズ３２とポ
リゴンミラー３６との間に設けたことにより、ハローに
影響されることなく、ドツトによる中間調再現が忠実な
画像を形成することができた。

【発明の効果】

以上説明したように、第１の本発明の走査光学系は、レ
ーザ光源からの発散光束をコリメートレンズと少なくと
も偏向器からなる偏向光学系を介して感光体に光走査す
る走査光学系において、前記偏向器の反射面にその中心
部を端部より低い反射率を有することにより、ビーム変
調方式、特に強度変調方式やパルス幅変調に適した光強
度分布のビームに整形することを目的とする走査光学系
を提供することができた。 また、第２の本発明の走査光学系は、レーザ光源からの
発散光束をコリメートレンズと少なくとも偏向器からな
る偏向光学系を介して感光体に光走査する走査光学系に
おいて、前記偏向器の反射面にその中心部を端部より低
い反射率を有し、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部
の反射率が高い濃度フィルタを前記コリメートレンズと
前記偏向器との間に設けたことにより、ビーム変調方式
、特にパルス幅変調方式に適した光強度分布のビームに
整形することを目的とする走査光学系を提供することが
できた。 第３の本発明の画像形成装置は、前記いずれかの走査光
学系により感光体に光走査して静電潜像を形成し、該潜
像を反転現像する画像形成装置において、前記感光体が
高γ感光体であることにより、ハローに影響されること
なく、ドツトによる中間調再現が忠実な画像を形成する
ことを目的とする画像形成装置を提供することができた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の走査光学系の概略構成を示すブロッ
ク図、第２図は本実施例の要部構成であるポリゴンミラ
ーを示す斜視図、第３図は本実施例に係るポリゴン面の
反射率を示すグラフ、第４図（ａ）は第１実施例の走査
光学系により結像されるビームを示す模式図、第４図（
ｂ）は通常のポリゴンミラーを備える走査光学系により
結像されるビームを示す模式図、第５図は本実施例の画
像形成装置の概略構成を示す断面図、第６図は高γ感光
体の具体的構成例を示す断面図、第７図は高γ感光体の
特性を示す概略図、第８図は本実施例の画像形成装置に
適用される現像装置を示す断面図、第９図（ａ）〜（ｆ
）は第１実施例の走査光学系の動作及びこれを利用する
画像形成装置の動作を説明するタイムチャート、第１θ
図は本実施例の走査光学系における変調光学系を示す断
面図、第１１図は第２実施例の要部構成である濃度フィ
ルタ及びその固定手段を示す平面図、第１２図は第２実
施例に係る濃度フィルタの透過率を示すグラフ、第１３
図（ａ）は第２実施例の走査光学系により感光体上面に
結像されるビームを示す模式図、第１３図（ｂ）は一般
的な走査光学系により感光体上面に結像されるビームを
示す模式図、第１４図（、）〜（ｆ）は第２実施例の走
査光学系の動作及びこれを利用する画像形成装置の動作
を説明′するり□イムチャート、第１５図は低γ型感光
体の特性を示す概略図である。 ３０、ｔ３０・・・走査光学系　３１・・・半導体レー
ザ３２・・・コリメートレンズ３４・・・濃度フィルタ
３６・・・ポリゴンレンズ　３６ａ・・・光吸収部材１
００．２００・・・画像形成装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源からの発散光束をコリメートレンズと
   少なくとも偏向器からなる偏向光学系を介して感光体に
   光走査する走査光学系において、前記偏向器の反射面が
   その中心部を端部より低い反射率を有することを特徴と
   する走査光学系。
2. （２）レーザ光源からの発散光束をコリメートレンズと
   少なくとも偏向器からなる偏向光学系を介して感光体に
   光走査する走査光学系において、前記偏向器の反射面が
   その中心部を端部より低い反射率を有し、中心部の透過
   率が低く、かつ、周縁部の反射率が高い濃度フィルタを
   前記コリメートレンズと前記偏向器との間に設けたこと
   を特徴とする走査光学系。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の走査
   光学系により感光体に光走査して静電潜像を形成し、該
   潜像を反転現像する画像形成装置において、前記感光体
   が高γ感光体であることを特徴とする画像形成装置。