JPH04250409A - レーザー作像装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のレーザービーム
を回転多面体の異なる反射面で反射させて、これら複数
のレーザービームを同時に感光体の同一ラインに走査し
て、回転多面体の精度誤差から生じる画像ムラを低減す
るレーザー作像装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来から用いられてい
るレーザー作像装置は、半導体レーザーつまりレーザー
ダイオード等から出力されたレーザービームを画像情報
に基づいて変調し、変調後のレーザービームを回転多面
鏡によって偏光して感光体上を走査させ、これによって
画像を形成させるものである。

【０００３】このようなレーザー作像装置に用いられる
回転多面鏡は、画像を形成する上で重要な役割を担って
おり、偏光角が大きい，分光性がない，などの多くの利
点を有している。しかしその反面、その精巧な制作は非
常に困難であることから、各反射面には、僅かながらも
反射率の不均一や倒れ、また組み付け時の誤差などを有
している。このために、各反射面を用いた走査によって
形成された画像には、各走査線が並ぶ方向に周期的に濃
度のバラツキが生じることがある。

【０００４】例えば、回転多面鏡が１０個の反射面から
構成され、感光体上における副走査方向の走査線密度が
１０本／ｍｍの場合、上述した濃度のバラツキが１ｍｍ
毎に繰り返し生じることになる。このバラツキの繰り返
しが１ｍｍ程度ごとに生じると、得られた画像の濃度ム
ラが目立つようになる。この濃度ムラは、周期的に発生
する縞状のムラであって、慣習的にバンディングとも指
称されている。

【０００５】このような原因によって生じる濃度ムラを
低減するために種々の技術が提案されているが、そのう
ちの１つには、例えば特開昭６２−１７９２７４号公報
に開示されているような技術がある。この技術は、１ラ
インを同一の画像情報に基づく変調信号によって複数回
回転多面体の異なる反射面を用いて繰返して走査し重ね
書きを行ない、これによって画像の濃度ムラを低減させ
ている。

【０００６】このようにすれば、確かに画像の濃度ムラ
は低減させることができるが、その一方で、作像速度が
その重ね書きの回数に反比例して増加するという不具合
が生じてしまう。

【０００７】本発明は、上記のような不具合を解消する
ために成されたものであり、画像形成の際の副走査速度
を遅くすることなく、画像の濃度ムラを低減することが
できるレーザー作像装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数のレーザービームを出力するレーザー
ビーム出力手段と、該レーザービーム出力手段から出力
されたレーザービームをそれぞれ走査するように反射す
る回転多面体と、該回転多面体によって走査されるレー
ザービームがいずれも記録媒体の同一ライン上を走査す
るようにそれぞれのレーザービームを導く光学手段とを
有することを特徴とするレーザー作像装置である。

【０００９】

【作用】以上のような構成を有する本発明は、次のよう
に作用する。レーザービーム出力手段からの複数のレー
ザービームは、回転多面体のそれぞの異なる面で反射さ
れて、その後、ｆθレンズや折り返しミラー等を経て、
感光体の同一ラインつまり同一個所に同時に照射される
ことになる。したがって、回転多面体の回転によってこ
れらのレーザービームは感光体上の同一ラインを主走査
されることになる。これにより、回転多面鏡の一面分（
６面あるものならば１／６回転）で複数本のラインを走
査することができるから、作像速度を遅くすることなく
重ね書きをすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のレーザー作像装置を図面に基
づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係るレーザ
ー作像装置の概略構成図である。入力画像情報に基づい
て変調されるレーザーダイオード（レーザー発生器）１
から発振されたレーザービームは、コリメータレンズ２
によって平行光にされた後、ビームスプリッター（反射
プリズム）３を介してビームＡとビームＢの複数本のビ
ームに分けられる。つまり、一方のビームＡは、折り返
しミラー４ａ、５ａを経て、高速で回転する回転多面体
の１つであるポリゴンミラー６の何れかの反射面で反射
され、他方のビームＢは折り返しミラー４ｂ、４ｂ、５
ｂを経て、ポリゴンミラー６のうち、ビームＡとは異な
る反射面で反射される。このポリゴンミラーの回転に伴
なってレーザービームの反射角が変化し、それぞれのビ
ームは、感光体である感光ドラム１０の外周面にこれの
長手方向つまり主走査方向に沿ってラインを同時に重ね
書きするように走査される。つまり、このような形態で
、画像形成のための主走査が行なわれる。尚、必要があ
れば、ポリゴンミラー６と感光体ドラム１０との間にｆ
θレンズを介在させるようにしても良い。

【００１１】図示するレーザー作像装置においては、こ
の１回の主走査によって同時に２本のレーザービームＡ
、Ｂによりドラムの外周面の同一ラインに重ね書きする
ようにしている。これらのレーザービームは一様に帯電
された感光体ドラム１０上に結像してその位置の帯電電
位を減少させる。そして、感光体ドラム１０の一定速度
の回転，すなわち副走査方向にドラム１０の外周面を移
動させながら、レーザービームを伴うこの主走査をする
ことにより、感光体ドラム１０の外周面に静電潜像が形
成される。また、ポリゴンミラー６と感光体ドラム１０
の間の光路上には、レーザービーム検出用センサ１８が
設けられ、これに対して何れかのレーザービームが到達
するようにしている。このレーザービーム検出用センサ
１８はレーザービームを検出して、各レーザービームに
よる主走査開始位置を揃える走査開始信号（ＳＯＳ信号
）を出力する。

【００１２】走査制御手段として機能する走査制御部１
９は、ポリゴンミラー６の回転と感光体ドラム１０の回
転を制御し、それぞれのレーザービームを感光体ドラム
１０上の同一のラインに主走査されるようにしている。

【００１３】そして、以上のように一定速度で回転して
いる感光体ドラム１０に対して主走査が繰り返して行な
われることによって静電潜像が形成された後は、図示は
していないが、着色顔料であるトナーをこの静電潜像部
分に選択付着させて紙面にトナー像を転写し、この紙を
加熱することでトナーを融解して紙に定着させ、所望の
画像を得るようになっている。

【００１４】ここで、図示する実施例のように２本のレ
ーザービームＡ、Ｂにより画像形成が行われる過程の概
略を説明する。最初にポリゴンミラー６が所定回転速度
で回転を開始すると、図３に示すように、レーザーダイ
オード（以下ＬＤと呼ぶ）１からは潜像形成には寄与せ
ずに、レーザービーム検出用センサー１８が反応するよ
うなエネルギーレベルの低い（以下このエネルギーレベ
ルをＳＯＳレベルと呼ぶ）レーザービームが出力される
。このレーザービームはビームスプリッター３を介して
分割された後、ポリゴンミラー６の反射面で感光体ドラ
ム１０の長手方向に主走査される。この走査の過程にお
いて一方のレーザービームは前述したレーザービーム検
出用センサ１８によって検出される。この検出に基づい
てレーザービーム検出用センサ１８から走査開始信号が
出力されると、ＬＤ１から潜像形成が行われるのに十分
なエネルギーレベル（作像レベル）のレーザービームが
出力される。このレーザービームは、反射プリズム３に
より分けられた一方のレーザービームＡがポリゴンミラ
ー６の例えば第１反射面によって感光体ドラム１０上の
第１ラインに主走査されながら照射され、そして、同時
にプリズム３により分けられたもう１つのレーザービー
ムＢは、ミラー４ｂ、４ｂ、５ｂ等を介して、ポリゴン
ミラー６の例えば第２反射面によって感光体ドラム１０
上の第１ラインに主走査されながら照射（重ね書き）さ
れる。このとき、ＬＤ１には第１ライン目の画像情報に
基づく変調信号が印加される。このようにして２つのレ
ーザービームＡ、Ｂを感光体ドラム１０上に主走査して
いる過程においては、ポリゴンミラー６の回転と同期さ
せて感光体ドラム１０は、１ライン分だけ走査方向に回
転される。そして、１回の主走査が終了して１ライン目
の画像が形成されると、ＬＤのエネルギーレベルを作像
レベルからＳＯＳレベルに低下させる。ここで、使用さ
れているレーザービームのビーム径が、例えば１００μ
であるときには、ポリゴンミラー６と同期した感光体ド
ラム１０の１ライン分の副走査方向の回転量は１００μ
である。

【００１５】以上の動作をそれぞれのラインについて繰
り返し行なって一枚の画像を形成していく。上述した場
合には、全てのラインについて、それぞれ異なる反射面
を用いて走査される２本のレーザービームで重ね書きさ
れるので、ポリゴンミラー６のそれぞれの反射面に固有
の影響が弱められ、作像速度を低下させずに画像の濃度
ムラが低減されることになる。

【００１６】上述した実施例では、半導体レーザー１か
らのビームを２つに分離した場合を例示したが、濃度ム
ラの減少という点では程度の差はあるものの、３つ以上
にビームを分離した複数のビームを用いればそれ相応の
低減は可能である。また、ここで、全く同じ信号（強度
変調）が与えられる複数個のレーザーを用いて、これら
を同様に重ね合せるようにしても良い。また、図１に示
す実施例では、１個のポリゴンミラー６を用いて２本の
ビームを異なる反射面で走査させているが、本件のポイ
ントは異なる面で走査された複数のビームを合成して濃
度ムラを低減させることにあるので、複数のポリゴンミ
ラーを用いてそれぞれ異なるポリゴンミラーで反射され
たレーザービームを、（折り返しミラーやレンズ等を介
して）感光体ドラム１０上に重ね合せを行なっても良い
。更に、この例では、６つの反射面を有するポリゴンミ
ラー６の２つの面を用いた例を示したが、この場合濃度
ムラが起り得るとすれば、６ライン毎、すなわち、ビー
ム径が１００μであれば、６００μ毎のピッチの濃度ム
ラが発生し易い。ここで、人間の目に目立ち易いピッチ
が約１ｍｍピッチなので、仮にビーム径が１００μであ
れば、２０ライン毎以上のピッチにすれば、複数のビー
ム合成により、低減されたところの濃度ムラが、このピ
ッチの変更により更に目に見えにくく（発生しずらく）
なる。例えば、２個のポリゴンミラーを用いる場合であ
れば、８つの反射面を有するものと１５個の反射面を有
するものとを用いると、１２０ライン毎、すなわち１２
ｍｍピッチの濃度ムラとなり、１ｍｍピッチの時と競べ
て各段に濃度ムラは目立ちにくくなる。もちろん、正１
２０角柱のポリゴンミラーを用いれば同様の効果は得ら
れるが、これを用いるためには問題が多く残っている。 ポリゴンミラーを３個以上用いれば、更にピッチを大き
くすることが可能である。但し、この時は各ポリゴンミ
ラーの駆動を１面毎に同期させることが必要である。

【００１７】図５は上述したように、複数のポリゴンミ
ラー６ａ、６ｂを使用した場合を示すレーザー作像装置
であり、レーザーダイオード１から発振されたレーザー
ビームは、コリメータレンズ２を経た後に、反射プリズ
ム（ビームスプリッタ）３によりビームＡとビームＢと
に分けられる。一方のレーザービームＡはポリゴンミラ
ー６ａにより反射して反射ミラー９を介して感光体ドラ
ム１０に照射され、他方のレーザービームＢはミラー４
、５、８を介して感光体ドラム１０に照射され、これら
の重ね書きが同時に行なわれる。２つのポリゴンミラー
６ａ、６ｂは、ともに図１及び図２に示された場合と同
様に、それぞれ６つの反射面を有する正六角柱となって
おり、走査制御部１９によって回転制御がなされる。 主走査の開始位置は、レーザービームＢが照射されるレ
ーザービーム検出用センサ１８によって検出される。図
１、図５に示す実施例はともに１つのＬＤから発光され
たレーザービームをビームスプリッタで複数に分割する
形態を示しているが、複数のＬＤを同時に発光させる形
態であっても良い。

【００１８】次に、このレーザー作像装置を図４に示す
制御装置のブロック図に基づいて説明する。

【００１９】同図中、水平タイミング発生器２０と水平
読出しカウンタ１１とに与えられるクロック信号ＰＣＬ
Ｋは、画像を形成する１つずつの画素に対するクロック
信号であり、水平タイミング発生器１０と垂直読出しカ
ウンタ１２に与えられる信号ＳＯＳは、前述したレーザ
ービーム検出用センサ１８から出力される走査開始信号
である。画像メモリ１３には、１頁分の画像情報が記憶
されている。これらの画像メモリ１３の容量は、１ドッ
トにつき８ビット、１頁当たり４０９６×４０９６ドッ
トとして１６メガバイトである。また、そのアドレスは
、上位の１２ビットが垂直方向のアドレスに、下位の１
２ビットが水平方向のアドレスにそれぞれ割り当てられ
ている。

【００２０】プリントサイクルに入ると、水平読出しカ
ウンタ１１と垂直読出しカウンタ１２とは共にクリアさ
れ、走査開始信号ＳＯＳの入力を待つ。最初の走査開始
信号ＳＯＳが入力されると、水平タイミング発生器２０
がクロック信号ＰＣＬＫの計数を開始し、その計数値が
所定値に達したときに水平読出しカウンタ１１とゲート
バッファ１４に画像領域の開始を指示する。画像領域で
は水平読出しカウンタ１１はクロック信号ＰＣＬＫに応
じてカウントアップされる。一方、クロック信号ＰＣＬ
Ｋに応じて画像メモリ１３上の主走査方向に対応するア
ドレスのデータが順次ゲートバッファ１４を通ってＤ／
Ａ変換器１５にそれぞれ送られ、アナログ信号に変換さ
れる。これらのアナログ信号はレーザー駆動回路１６に
入力され、それに応じてレーザーダイオード１の出力変
調が行われる。以上の動作が行われることによって同時
走査される１ラインの画像情報に基づく変調信号の出力
が全て終了すると、水平タイミング発生器２０は水平読
出しカウンタ１１とゲートバッファ１４に、画像領域の
終了を指示する。これにより水平読出しカウンタ１１に
よるクロック信号ＰＣＬＫのカウントが中止され、ゲー
トバッファ１１は閉じられ、次の走査開始信号ＳＯＳを
待つ。

【００２１】一方、垂直読出しカウンタ１２は、読み出
されるべき画像メモリ１３の副走査方向のアドレスのカ
ウントを行なう。具体的にはこのカウントは、レーザー
ビーム検出用センサ１８から走査開始信号ＳＯＳが出力
される毎に、垂直読出しカウンタ１２は、１，２，３，
４，…，ｎのカウントを繰り返し行なう。以上の水平読
出しカウンタ１１と垂直読出しカウンタ１２のカウント
に基づいて、ＬＤ１によって形成されるそれぞれのライ
ンに対応する画像データをゲートバッファ１４に与える
ことができることになる。

【００２２】以上のような動作を繰り返し行なって一枚
の画像を形成していく本発明の実施例によれば、次のよ
うな効果が期待できることになる。つまり、同一ライン
の重ね書きを同時に行なうので、作像速度を低下させる
ことなく画像の濃度ムラを低減することができる。また
、変形例としてレーザービームを複数個使用する場合は
、同一ラインの重ね書きの際に、重ね書きするレーザー
ビームのラインは、既に書かれているラインに対して重
複して書かれるために、エネルギーの強度変調幅が上昇
し、画像のダイナミックレンジを上げることができる。 したがって、この理由により、ラインのエッジが乱れる
ことがなく、鮮明な画像を得ることができる。更に他の
変形例として、図６に示されるように異なった面数のポ
リゴンミラーを用いることができる。この場合は、１つ
のポリゴンミラー６ａが１２個の反射面を有しており、
他方のポリゴンミラー６ｂが５つの反射面を有し、基本
構造は図５に示される作像装置と同様となっている。図
６に示される場合には、１ライン毎に別の面からの走査
にて重ね書きされ、１ライン毎のバンディングが低下す
ると共に、これに加えて、同一面の組合わせの周期が大
きくなる（図６の場合では、１２×５＝６０となり、６
０ライン周期となる）ために、濃度ムラのピッチの観点
からも有利になり、ピッチ幅が広がることから、更にバ
ンディングが目立たなくなる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、画像形成の際に複数のレーザービームを回
転多面体の反射面で反射させて記録媒体の同一ライン上
に走査するようにしたので、作像速度を遅くすることな
く、回転多面体の制作誤差や組立て誤差に起因する画像
の濃度ムラを低減し、これを目立たなくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明に係るレーザー作像装置の概略斜視図
、

【図２】は図１の平面図、

【図３】は走査の際に各レーザーダイオードから出力さ
れるエネルギーレベルの一例を示す図、

【図４】は第１
図に示したレーザー作像装置における制御装置のブロッ
ク図、

【図５】図は本発明の他の実施例に係るレーザー作増装
置を示す概略斜視図、

【図６】は本発明の更に他の実施例に係るレーザー作像
装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

１…レーザーダイオード（レーザービーム出力手段）、
２…コリメーターレンズ、３…反射プリズム（ビームス
プリッター）、６…ポリゴンミラー（回転多面体）、７
…ｆθレンズ、８…反射ミラー、９…反射プリズム、１
８…レーザービーム検出用センサ、１９…走査制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のレーザービームを出力するレー
   ザービーム出力手段と、該レーザービーム出力手段から
   出力されたレーザービームをそれぞれ走査するように反
   射する回転多面体と、該回転多面体によって走査される
   レーザービームがいずれも記録媒体の同一ライン上を走
   査するようにそれぞれのレーザービームを導く光学手段
   とを有することを特徴とするレーザー作像装置。