JPH0419612A - 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、レーザ光をポリコン
ミラーやカル／Ｘノミツー等の偏向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１こ潜
像を形成する走査光学系及し′これを利用して像形成を
行う画像形成装置Ｃ二関するものである。

【背景技術】

近年、感光体上に静電潜像を形成し、二のＷｌ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、編集等か容易で高品質の画像形成か可能な
デインタル方式を採用したデインタル画像形成装置の研
究開発か盛んになされてし＼　る　。 デイン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
る装置かある。 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
制御に基ついて画像信号発生部例えはページメモリから
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
系を介して例えは偏向器に入射し、偏向器で偏向させ、
走査レンス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ｔ；、ラスク走査方式では同期系及び信号制御系て走
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か形成されるた
め、高速で高密度な位置制御か可能である。 走査光学系の光変調装置としては、半導体レーザを用い
、レーザを直接変調する装置等かある。 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、パルス輔変調方
式と強度変調方式とがある。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光強度分布が存在する。 しかしなから、従来技術においてはレーザ光源の発光分
布はカラ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てないという問題点かあった。 つまり、一般酌なレーザ光源の発光分布（）７−フィー
ルドパターン）は、接合面内での半値全幅θ１−１Ｏ〜
３０’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
広か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か２０〜１００μｍという極めて狭
い円形あるいは楕円状のパルス幅である。 一方、パルス幅変調法により感光体上面に形成される静
電潜像は、２値的にはっきりと形成されるか、縦縞状の
ドツトとなるために、僅かなから階調表現に難点かある
。又、強度変調法により感光体上面に形成される静電潜
像は、感光体の感度やドツト形状に影響され易いので階
調表現に適さな（・。しかしなから、これらの問題点を
解決できれは、むしろ、レーザ光源からのビーム強度を
変化させることにより広範囲な階調表現か可能である。 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、第１５図に示すように、光減衰か露光初期て大き
く、露光中期において緩慢であるいわゆる低γ型光減衰
特性を示すものか一般に用いられてきた。 低γ型感光体としては、Ｓｅ　、　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か、上記半
導体特性を示す多くの感光体は、高電界中より低電界中
の方か一般的に光感度か低く、光量の増大による電位低
下と供に光感度か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し−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
初期において感度か高く、感光体の変動を拾いやすい二
と及び鮮鋭なドツト状の潜像か形成されなし・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８７８画像を形成しても、しはしは鮮
鋭度の悪い画像となるという問題、貞かあっｌ二。

【目　的］ 本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ビーム変調に適し
た光強度分布のビームに整形し、かつ、安定な潜像形成
を行うこと及びドツト状の潜像の面積を容易に調整する
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か忠実で
鮮鋭な画像を形成することを目的とする古ｕｈ昇３．キ
貼署か溪砒す入−〉ｌ−訊ス【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
光束をコリメータ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、主走査方向及び副走査方向に中心部の透過率か低く
、かつ、周縁部の反射率か高い濃度フィルタを前記コリ
メータ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。 また、本発明は、レーザ光源からの発散光束をコリメー
タ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、前記感光体か高γ感光
体であり、主走査方向及び副走査方向に中心部の透過率
が低く、かつ、周縁部の反射率か高い濃度フィルタを前
記コリメータレンズと前記偏向器との間に設けたもので
ある。

【実施例】

以下に本実施例の走査光学系の構成及び機能を第１図〜
第５図（ｂ）に基づいて説明する。 第１図は本実施例の走査光学系の概略構成を示すフ゛ロ
ンク図である。 走査光学系３０は、ペー・７゛メモリ（図示せず）から
の画像濃度信号をパルス幅変調若しくは強度変調した変
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ポリゴンミラー３６で偏向させ、ｆ
θレンス３７及びで・７リンドリカルレンス３５ａ　、
　３５ｂによって一様帯電した感光体Ｉ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、変調光学系としてコリメータレンズ３
２、プリスム３３を設け、偏向光学系としてポリゴンミ
ラー３６及びｆθレンス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・７リンドリカルレン
ズ３５＆、３５ｂを設け、更に反射ミラー３８ａ、　３
８ｂを設けである。 先ず、本実施例の走査光学系３０の要部構成である変調
光学系について第２図〜第４図（ｃ）に基づいて説明す
る。 第２図は本実施例の走査光学系の変調光学系を示す断面
図であり、第３図は濃度フィルタを収納する固定手段を
示す平面図であり、第４図（ａ）は本実施例の走査光学
系に適用される濃度フィルタを示す平面図であり、第４
図（ｂ）は点線ｂ−ｂ　’上における透過率分布を示す
グラフであり、第４図（ｃ）は点線ａ−ａ　’上におけ
る透過率分布を示すグラフである。 半導体レーザ３１はＧａＡ　ＩＡｓ等か用いられ、最大
出力５ｍＷであり、光効率２５九であり、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
よる露光か好ましく、この場合のビームの波長は８００
ｎｍである。 コリメータレンズ３２は、第２図に示すようにビームを
効率良く必要な径で取り出すレンズ３２ｂ。 ３２ｃ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３２ａ〜３２ｄからなり、球面収
差とサイコンデ、ヨンを良好にするものである。なお、
レンズ３２ａ　、　３２ｄは屈折率の略なしＸレンズで
ある。 濃度フィルタ３４は、第２図及び第３図６＝示すように
固定手段３４０に収納した濃度フィルり３４を７１）ス
ム３３の前に設けておる。なお、濃度フ（Ｊレグ３４は
コリメータレンズ３２とポ！ノコ゛ンミラー３６との間
でおれは、とこに設けても構わなし・。ｌ：ｔこ、ビー
ムの圧縮中に例えは、プ１Ｊスム３３ａとブＩＪスム３
３ｂとの間に挿入するのは好ましくなし・。 濃度フィルタ３４は、第１図及び第２図（こ示すように
プリスム３３の前に設けであり、第４図（ａ）ｆこ示す
ように中心部の透過率か低く、かつ、周縁部の透過率か
高い濃度フィルタである。 濃度フィルタ３４の透過率は、具体的には走査光学系３
０上に装填した際、副走査方向（こおし・て第４図（ｂ
）に示すように中心付近て広範囲（こ亘って透過率か下
降しており、主走査方向ｌこおし・て第４区（ｃ）に示
すように中心付近の狭い範囲で透過率か低下して（・る
。 固定手段３４０は、第３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方向番ニスライド自
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かできる。 ブリスム３３は、透過率８０チ以上のプリスムにより、
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。ネジ３３ｃ　、　３３ｄにより偏向角度を微
調整することかできる。 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。 ポリゴンミラー３６は、８面のポリゴン面を設け１６５
３５．４ｒｐｍ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
ミラー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レンス３７は、走査面の平坦化を実現するためにベ
ノバール和と非点隔差を小さくし、像面湾曲を線虫する
ものである。 補正光学系としては、ポリゴンミラー３６の前後７リン
トリカルレンス３５ａ　、　３５ｂを設け、ボリコ〉ミ
ラー３６の面倒ＦＬ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ＰＰであ
り、倒れ角補正率ｌ／２０以上となる。ソリンドリ力ル
レンス３５ｂはビームを感光体ｌ上面に結像するもので
ある。なお、濃度フィルタを設けない場合のスポントサ
イズの半値幅は主走査方向６２゜５±５μｍ、副走査方
向８２５±１２．５μｍであった。 更に、走査光学系３ｏの制御回路には、変調回路２００
を設け、同期系としてインデンクスセンサ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
トライバ３６０を設けである。 同期系は、偏向光学系がらのビームを反射ミラ３８ｂを
介してインデックスセンサ３９に入射する。 インデンクスセンサ３９はビームに感応して電流を出力
し、当該電流はインデンクス検出回Ｍ３９ａテ電流／電
圧（Ａ　／　Ｖ　）変換してインデンクス信号として出
力する。このインデン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
インタル画像７濃度信号による光走査を行っている。走
査周波数２２０４．７２）１ｚであり、有効印字幅２９
７ｍｍ以上であり、有効露光幅３０６ｍｍ以上である。 変調回路２００は、参照波と所定ヒツト例えば８ヒツト
からなるデイ・７゛タル像濃度信号をＤ／Ａ変換したア
ナログ濃度信号とを差動増幅するか、若しくは比較し２
値化する。そして得られた強度変調信号若しくはパルス
幅変調信号を出力する。当該変調信号はＬＤ駆動回路３
１ａ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３Ｉからのビーム光量Ｊこ相当する信号かフィードバ
ックされ、その光量か一定となるように駆動する。 第５図（ａ）は感光体上面における主走査方向のビーム
強度分布を示すグラフであり、第５図（ｂ）は感光体上
面における副走査方向のビーム強度分布を示すグラフで
ある。 上述の走査光学３０の構成により、偏向光学系て感光体
ｌの結像されるビームの強度分布は、第５Ｅ　（ａ）！
＝示すように主走査方向２０ニアμｍとなり、第５図（
ｂ）に示すように副走査方向に僅かに圧縮され、これに
よりビームの強度分布を調整することかてき、主副走査
方向の書込密度を４００ｄｐ　ｉに設定した。これは多
値記録方法として強度変調及びパルス幅変調の両方に適
する。また、この濃度フィルタは光学系のバラツキや熟
的変動を二対し、ヒツト形状を調整することかできると
いう利点を備える。しかし、本実施例の走査光学系３０
においては、ビームの圧縮される方向、つまり全方向に
ハローか発生することになる。 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ス３２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レレスの間の空間
は周波数空間になっており、この位置に濃度フィルタか
置かれると、レーザビーム光の周波数空間における特定
の周波数成分かカットされ、この状態で実空間に戻され
ることになる。上述のハローの発生は、カットされた帯
域の周波数成分かなくなったことによる影響か出ている
ものである。本実施例においては低周波数の周波数成分
かカットされるような濃度フィルタの構成をとっている
。 以下に、前述の走査光学系３０を備える画像形成装置１
００の構成について説明する。 第６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、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ンエ
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
られたアナログ画像濃度信号と参照波信号とを比較して
二値化するか、若しくは差動増幅して得られた変調信号
に基づいてパルス幅変調若しくは強度変調したスポット
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、前北
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
感光体（以下、単に感光体という。）■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、走
査光学系３０、イエロー、マゼンタ、レアン及び黒トナ
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７低除電器
７４とからなる。 第７図は高γ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７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、
５〜１００μｍ程度であり、好ましくは１０〜５０μｍ
である。感光体１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ｌＡ上に
エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．１μｍ
の中間層ＩＢを形成し、この中間層ｌＢ上に膜厚３５μ
ｍの感光層１ｃ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ｔ５０ｍｍ程度のドラムが用いられるか、そ
のほか、紙、プラスッチクフィ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二ン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ＩＣから注入を阻止し
、なたれ現象による優れた光減衰特性か得られるよう、
ホール移動性を有するのか望ましく、そのため中間層Ｉ
Ｂに例えは本出願人か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！、以下添付するのか好ましい。 中間層ＩＢとしては、通常、電子写真用の感光層に使用
される例えは下記樹脂を用いることができる。 （１）ポリヒニルアルコール（ポバール）、ホ’Ｊｔ：
：二ルメチルエーテル、ポリヒニルエチルエーテル等の
ビニル系ポリマ （２）ポリヒニルアミン、ポリ−Ｎ−上ニルイミダソー
ル、ポリヒニルピリ、ン（四級塩）、ポリヒニルピロリ
トン、ヒニルピロリトンー酢酸ヒニルコボリマー等の含
窒素ヒニルボリマ （３）ポリエチレ〉オキサイド、ポリエチしングリコー
ル、ポリフロピレンゲリコール等のポリエーテル系ポリ
マー （４）ポリアクリル骸およびその塩、ポリアタリルアン
ミト、ポリーβ−ヒトロキ、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、ポリヒトロキ、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（６）メチルセルロース、
エチルセルロース、カルボ４／メチルセルロース、ヒト
ワキ／エチルセルロス、ヒドロキ、プロピルメチルセル
ロース等のエーテル繊維素系ポリマー （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−（ヒドロキンエチル）−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、リソンー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ーチ等のでんぷんお
よびその誘導体 （１０）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径のフタロンアニン微
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
！　Ｌ　＜　ハｌ　／１０００〜１　／１０（重量比）
の少量の電荷輸送物質とよりなり光導電性材料と、酸化
防止剤とバインタ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２−−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γ感光体の光減衰特性について説明
する。 第８図は高γ感光体の特性を示す概略図である。 図において、Ｖｌは帯電電位（Ｖ）、ｖｏは露光前の初
期電位（Ｖ）、Ｌ、は初期電位Ｖ。が４１５に減衰する
のに要するレーザビームの照射光量（，１７Ｊ／ｃｍ”
）、Ｌ２は初期電位Ｖ、か１１５に減衰するのに要する
レーザビームの照射光量（μＪ／ｃｍ２）を表す。 Ｌ２／Ｌ、の好ましい範囲は １．０≦Ｌ　＝　／　Ｌ　　ｌ≦１．５である。 本実施例ではｖ　、　＝　１０００（Ｖ　）、Ｖ　ｏ＝
　９５０（Ｖ　）、Ｌ　２／　Ｌ　、　＝　１．２であ
る。又露光部の感光体電位は１０Ｖである。 光減衰曲線か初期電位（Ｖ　Ｏ）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Ｅ１７２とし
、初期電位（Ｖ　Ｏ）を９／ｌＯ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、／、。とじたとき、 （Ｅ　ｌ／２）／　（Ｅ　９／ｌ。）≧２好ましくは （Ｅ　１７：）／　（Ｅ　９／１０）≧５の関係を与え
る光導電性半導体か選ばれる。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８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
衰曲線か第８図に示すように露光初期を二おいては、若
干の期間り３、感度特性か悪くてほぼ横這いの光減衰特
性を示すか、露光の中期Ｌ１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１は具体的には＋５００〜士２０００Ｖ
　ノＸ帯電下におけるなだれ現象を利用して高カンマ特
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ラフされて光減衰か確実
に抑制され、その結果、露光の中期においてきわめて急
激ななだれ現象か生しると解される。 第９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
か異なるたけで、＠９区に示すような共通の構成であり
、以下ｌ二現像装置４０を代表して構成を説明する。 現像器４０は、下部ケー／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極を有するマク
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バ４５、スクリュウ状の
第１及び第２の撹拌部材４７．４８、スリーツクリーニ
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
か滞留しないような形状をしている。なお、スクレーパ
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。 スリーフタリーニグローラ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ｔ；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８０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
合物で処理されたンリカ微粒子やその他添加剤の混合し
たものか使用される。現像剤を構成するキャリヤもトナ
ー同様に小粒径の方か画質の解像力及び階調再現性の点
から有利である。 例えは、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プランを形成することかでき
る。 現像バイアス回路８０は、スリーブにより搬送されたト
ナーか感光体ｌに静電的力を受けて移行しうる現像領域
でトナーかスリーブ４３と感光体１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。本実施例てはＶ　Ｄ
Ｃ＝８００Ｖ、Ｖ　ＡＣ＝７００Ｖ。 ３ＫＨ２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１の間に振動電界を発生させて
いるので、現像剤の粒子かスリーブ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か形成される
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か接触しな
いことから、微細な潜像の現像か困難であるか、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かでき
る。 二のことから、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。 ここで、パルス幅変調信号による走査光学系３０の駆動
及び画像形成装置１００の動作につ（１て説明するに先
立ち、変調回路２００の構成について述べる。 第１０図は走査光学系のパルス幅変調回路を示すプロッ
タ図である。 駆動回路２００は、第１Ｏ図に示すように参照波信号発
生回路２１０．０７７７回路２２０、コンパレータ２４
０、差動増幅回路２５０、直流可変電源２６０及びＤ／
Ａ変換器２３０とからなる。 参照波信号発生回路２１０は可変抵抗２１１及びコンデ
ンサ２１２で構成される積分器によって三角波か発生さ
れる。さらに三角波はコンデンサ２１３．　ｆｆｌ護抵
抗抵抗２１５してトラ〉・／スフ２２１のベース端子に
入力する。参照波信号発生回路２１０は可変抵抗を２つ
有している。すなわち、可変抵抗２１１は一角波の振幅
を調整するためのものである。可変抵抗２１４は三角波
のバイアス又はオフセ／トを調整するｌ二めのものであ
る。 三角波は０７７７回路２２０を通して、コンパレータ２
４０の入力端子に入力する。 コンパレータ２４０は、前述のようにバッファ回路２２
０を通した参照波と所定ヒツト例えは８ヒツトからなる
ディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換器２３０でＤ／Ａ
変換したアナログ濃度信号とを比較し二値化する。そし
て得られたパルス幅変調信号を差動増幅回路２５０の入
力端子に出力する。 差動増幅回路２５０はマイナス入力端子に可変直流電源
２６０からの出力信号を印加することにより、該直流分
でプラス端子に入力されるパルス幅変調信号をレベルシ
フトして出力する。このレベルシフト分は画像中の白地
に対応するものである。これにより、差動増幅回路２５
０は画素クロフクＤＣＫに同期したパルス幅変調信号と
して出力する。この信号はＬＤ駆動回路３１ａを駆動す
る駆動信号となる。 以下に、パルス幅変調信号に基ついて本実施例の走査光
学系３０の動作及びこれを利用する画像形成装置１００
の動作を第１１図及び第１２図に基づいて説明する。 第１１図はパルス幅変調回路の各部波形を示すタイムチ
ャートである。 図において、（ａ）は参照波用基準パルスＳＣＫであり
、当該パルスＳＣＫは画素クロックＤＣＫに同期してい
る。（ｂ）中の破線で示す信号は色補正や階調補正後に
り、／Ａ変換されたアナログ濃度信号であり、実線で示
す信号はバッファ２２０からの出力信号である参照波信
号である。（Ｃ）はコンパレータ２４０によってパルス
幅変調された変調信号である。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強
度変調信号が生成される。（ｄ）はアナログ濃度信号と
参照波信号とをコンパレータを通すことにより得られる
パルス幅変調信号であり、該パルス幅変調信号をレベル
、フトされた信号である。このレベル、フｌ−分は前述
のように画像中の白地に対応したものである。 第１２区はＬＤ駆動回路からレベルシフトされたパルス
幅変調信号と半導体レーザからの発光量との関係を説明
するための説明図である。 図において、グラフは半導体レーザ３１への入力電流と
発光量の関係を示した入出力特性を示すものである。Ａ
は自然放出する領域であり、６はしきい値電流であり、
このしきい値電流αより大きな電流を入力すれは誘導放
出となる。つまり、誘導放出する領域である。（ａ）は
半導体レーザ３１に入力する電流を示している。前述の
ように画像中の白地に対応した分たけレベルシフトした
電流を半導体レーザに入力することになる。これにより
、半導体レーザ３１の立ち上かり性能か向上すること１
こなる。（ｂ）は入力する電流に応した半導体レーザ３
１からの発光量を示している。図中で一点鎖線は本実施
例に用いられた高γ感光体の半減露光光量ＰＩ／。を示
している。つまり、高γ感光体であるのて、半導体レー
ザ３１からの露光量か半減露光量すなわち電位Ｖ。をＬ
”２ｖｏにするのに必要な露光光量以下であれは潜像か
形成されない。このために、レベル、フトした直流分か
しきい値電流αより上ても白地に対応させることになる
。つまり、本実施例にあっては白地に対応する部分にあ
っても半導体レーザ３１を発振させていることになる。 （ｃ）は感光体ｌ上にお録される露光ヒツト分布を示し
ている。露光ドツト分布は本来ンヤープな矩形状をして
いるか光学系のＭＴＦにより広かり、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、／２以上の部分か高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。つま
り、濃度信号に応したドツトの大小からなるシャープで
小さなドツト状の潜像か得られる。このときハローによ
るノイスｎは前述の理由により静電潜像として形成され
ない。つまり、濃度信号に応じたドツトの大小からなる
潜像か１与られ、該潜像を現像により形成されるヒツト
状の画像濃度分布を示している。 実際には、露光ドツト分布は走査光学系３０のはけより
広かっているので、高濃度部での記録ト、［、径は大き
く、低濃度部での記録ｌ”　／ｌ・径は小さくなる傾向
かある。 当該潜像を現像により形成されるｈ）ｈ状の画像濃度分
布は、ボケのない／−−プな角状のトドからなるトナー
画像であり、二〇ド、１、の幅を変化させることにより
、画像の階調性を向上させたｉ・す−画像か得られる。 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１か様帯電さ
れる。ドラム状感光体１上にイエローに対応する静電潜
像か、イエローデータ（デイ・７゛タル濃データ）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ｌ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）か形成される。 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により帯電か施
される。 次（・てマセンタデータ（ディジタル濃度データ）によ
りレーザ光か光変調され、該変調されたレーザ光か感光
体ｌ上に照射されて静電潜像か形成される。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（ンアントナー像）か形成され、感光体ｌ上に
順次積層された３色トナー像か形成される。最後に第４
のトナー像（黒トナー像）か形成され、感光体■上に順
次積層された４色トナー像か形成される。 本実施例の画像形成装置２００によれば、感光体か優れ
た高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高カンマ特性
か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
フリンジのなし１高鮮鋭度の高し・ドツト状の静電潜像
か形成され、その結果、鮮鋭度の高（・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た記録紙Ｐは、分離電極６３によ
り感光体ｌから分離され、カイトおよび搬送ヘルドによ
り搬送されて定着装置６４に搬入さね加熱定着されて排
紙皿に排出される。 強度変調回路２００の具体的構成について説明する。 次に、第２の本実施例の強度変調回路の具体的構成を示
す。 強度変調回路２００は、第１０図に示すコンパレータ２
４０を差動増幅器３４０に代えることにより構成される
。 すなわち差動増幅回路２４０は、前述のようにハフフッ
回路２２０を通いこ参照波と所定ヒツト例えは８ヒツト
からなるデイレタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換器２３０
で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差動増幅器２５０の入力
端子に出力する。 差動増幅器２５０はマイナス入力端子に可変直流電源２
６０がらの出力信号を印加することにより、該直流分て
プラス端子に入力される強度変調信号をしレベルソフト
して出方する。このレベルシフト分は画像中の白地に対
応するものである。これにより、差動増幅器２５０は画
素クロックＤＣＫに同期した直流成分を有する強度変調
信号として出力する。 この信号はＬＤ駆動回路３１ａを駆動する駆動信号とな
る。 次に強度変調信号による走査光学系３ｏ及び画像形成装
置１００の動作を第１３図〜第１４図に基づいて説明す
る。 第１３図は強度変調回路の各部波形を示すタイムチャー
トである。 図において、（ａ）は参照波用基準パルスＳＣＫであり
、当該パルスＳＣＫは画素クロ／りＤＣＫに同期してい
る。（ｌ〕）中の破線で示す信号は色補正や階調補正後
にＤ７Ａ変換されたアナログ濃度信号であり、実線で示
す信号はバッファ２２０からの出力信号である参照波信
号である。（ｃ）は差動増幅回路３４０によって強度変
調された変調信号である。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強度変
調信号か生成される。 （ｄ）は当該強度変調信号をレベルソフトされた信号で
ある。このレベルシフト分は前述のように画像中の白地
に対応したものである。 第１４図はＬＤ駆動回路からレベルソフトされた強度変
調信号と半導体レーザからの発光量との関係を説明する
だめの説明図である。 図において、グラフは半導体レーザ３１への入力電流と
発光量の関係を示した入出力特性を示すものである。Ａ
は自然放出する領域であり、ａはしきい値電流であり、
このしきい値電流ａより太きな電流を入力すれば誘導放
出となる。つまり、誘導放出する領域である。（ａ）は
半導体レーザ３１に入力する電流を示している。前述の
ように画像中の白地に対応した分たけレベルシフトした
電流を半導体レーザに入力することになる。これにより
、半導体レーザ３１の立ち上かり性能か向上することに
なる。（ｂ）は入力する電流に応した半導体レーザ３１
からの発光量を示している。図中で一点鎖線は本実施例
に用いられた高γ感光体の半減露光光量を示している。 つまり、高γ感光体であるので、半導体レーザ３１から
の露光量か半減露光量すなわち電位ｖ０を１／２Ｖ　、
ｌにするのに必要な露光光量以下であれば潜像が形成さ
れない。このために、レベルシフトした直流分かしきい
値電流σより上でも白地に対応させることになる。つま
り、本実施例にあっては白地に対応する部分にあっても
半導体レーザ３１を発振させていることになる。（Ｃ）
は感光体１上に記録される露光ドツト分布を示している
。露光ドツト分布は／ヤープな三角形状をしているかハ
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Ｖ。を１／２の電位
にする略半減露光光量Ｐ１，２以上の部分か高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。濃度信
号に応したト、トの大小からなるソヤープで小さな潜像
か得られる。 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濃度分
布を示してし・る。ボケのなし・７ヤーブなひし形状の
ドツトからなるトナー画像であり、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たトナー
画像か得られる。 本実施例の画像形成装置にあっては、ノイズは温度変化
、光帰還量変化に対して安定となり、かつ、スパイク状
フイスも発生しない。 以下に、画像形成装［１１００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１か一様帯電
され、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のト／ト状のトナー像（イエ
ロートナ像）か形成される。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１上に再びスコロト
ロン帯電器２により帯電か施される。 次いてマゼンタデータ（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か感光体
ｌ上に照射されて静電潜像か形成される。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（ンアントナー像）か形成され、感光体１上に順
次積層された３色トナー像か形成される。最後に第４の
トナー像（黒トナー像）か形成され、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によれは、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
か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ｔこ
も潜像か安定して形成される。すなわち、ディノタル信
号に基つ（・てビームをトナー像の上から照射するとし
てもフリン。 のない高鮮鋭度の高Ｃ１ドｙ　ｈ状の静電潜像を形成て
き、その結果、鮮鋭度の高シ゛トナー像？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た記録紙Ｐは、分離電極６３によ
り感光体１から分離され、カイト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、転写か終了した感光体ｌ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、７アーブラ／あるいは磁気ブラ／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はクリニンク前に位置してもよい。 本実施例にあっては、半導体レーザ３１からの発散光束
をコリメータレンズ３２とポリゴンミラー３６及びｆθ
レンズ３７からなる偏向光学系を介して感光体１に光走
査する走査光学系３０において、主走査方向及び副走査
方向に中心部の透過率か低く、かつ、周縁部の反射率か
高い濃度フィルタ３４をコリメータレンズ３２とポリゴ
ンミラー３６との間に設けたことにより、ビームの形状
を主走査及び副走査方向共にビーム変調に適した光強度
分布のビームに整形し、かつ、安定な潜像形成を行うこ
と及びドツト状の潜像の面積を容易に調整することかで
きた。 本実施例にあっては、半導体レーザ３１からの発散光束
をコリメータレンズ３２とポリゴンミラー３６及び［θ
レンス３７からなる偏向光学系を介して感光体ｌ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１００において、感光体１か高γ感光体であり、
中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の反射率か高い濃
度フィルタ３４をコリメータレンズ３２とポリコンミラ
ー３６との間に設けたことことにより、ト／トによる中
間調再現か忠実で鮮鋭な画像を形成することかできた。 【発明の効果］ 本発明は、レーザ光源からの発散光束をコリメータレン
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、中心部の透過率か
低く、かつ、周縁部の反射率か高い濃度フィルタを前記
コリメータレンスと前記偏向器との間に設けたことによ
り、ビーム変調に適した光強度分布のビームに整形し、
かつ、安定な潜像形成を行うこと及びドツト状の潜像の
面積を容易に調整する走査光学系を提供することができ
た。 本発明は、レーザ光源からの発散光束をコリメータレン
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、前記感光体か高γ感光体であ
り、中心部の透過率か低く、かつ、周縁部の反射率か高
い濃度フィルタをａ記コリメータレンスと前記偏向器と
の間に設すｔ；こと二とにより、ト／トによる中間調再
現か忠実で鮮鋭な画像を形成する画像形成装置を提供す
ることかできた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の是正光学系の概略構成を示すブロッ
ク図、第２図は本実施例の走査光学系の変調光学系を示
す断面図、第３図は濃度フィルタを収納する固定手段を
示す平面図、第４図（ａ）は本実施例の走査光学系に適
用される濃度フィルタを示す平面図、第４図（ｂ）は点
線ｂ−ｂ　’上における透過率分布を示すグラフ、第４
図（ｃ）は点線ａ−ａ上における透過率分布を示すグラ
フ、第５図（ａ）よ感光体上面における主走査方向のビ
ーム強度分布を示すグラフ、第５図（ｂ）は感光体上面
における副走査方向のビーム強度分布を示すグラフ、第
６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７図は高γ感光体の具体的構成例を示す断面図、第
８図は高γ感光体の特性を示す概略図、第９図は本実施
例の画像形成装置に適用さ４する現像装置を示す断面図
、第１０図は走査光学系のパルス幅変調回路を示すブロ
ック図、第１１図はペルス幅変調回路の各部波形を示す
タイムチャート、第１２図はＬＤ駆動回路からレベル、
フトされたパルス幅変調信号と半導体レーザからの発光
量との関係を説明するだめの説明図、第１３図は強度変
調回路の各部波形を示すタイムチャート、第１４図はＬ
Ｄ駆動回路からし・＼ル／フトされた強度変調信号と半
導体レーザからの発光量との関係を説明するための説明
図、第１５図は低γ型感光体の特性を示す概略図である
。 ｌ・・・高γ感光体　　　　３０・・・走査工学系３１
・・・半導体レーザ３２・　コリメーｉ・レンス３４・
・・濃度フィルタ　　　３６・・ポリゴンミラー１００
・・・画像形成装置 第２ 図 ０ａ 第 図 第４ 図 （ｂ） （ａ） （Ｃ） 第 図 （ａ） （ｂ） 第 第 図 図 ｎ 第 図 第 図 第１２ 図 第１４図 （ａ）

Claims (2)

【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タレンズと
   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、主走査方向及び副走査
   方向に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タ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。
2. （２）レーザ光源からの発散光束をコリメータレンズと
   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感光体であり、
   主走査方向及び副走査方向に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
   タレンズと前記偏向器との間に設けたことを特徴とする
   画像形成装置。