JPH04346369A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザプリンタ
，複写機，ファクシミリ等のように、画像信号により変
調したレーザ光で感光体上を走査し、当該感光体上に画
像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４（Ａ）は従来の画像形成装置を示し
ている。レーザ光源としての半導体レーザ１００が画像
情報に対応して点滅し、レーザ光１０１が拡散放射され
る。このレーザ光１０１はコリメータレンズ１０２で平
行光に変換されるとともに、シリンドリカルレンズ１０
３，走査手段としてのポリゴンミラー１０４を介して同
図（Ｂ）の感光体１０５上に複数の画素の白黒の組み合
せで走査され、感光体１０５上に静電潜像を形成する。

【０００３】上記静電潜像は図示しない現像手段のトナ
ーにより可視画像化されるとともに、図示しない転写材
へと転写される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、レーザ光１０１は拡散しているため、光軸付近の光
量は周辺の光量よりも高く、図１（Ｂ）実線に示すよう
にガウス型分布となる。このようなレーザ光１０１で感
光体１０５へとレーザ光１０１の移動により行なわれる
主走査ａでは、１ドットの光量分布の形状は図５（Ａ）
の中央部が上方へ突出したガウシアン形状であり、２ド
ットでは図５（Ｂ）の山が連なった分布形状となる。ま
た、１ドット分の白は図５（Ｃ）の中央部がくぼんだ分
布形状となっている。

【０００５】一方、感光体１０５が回転する方向の副走
査ｂでは、１ドットの光量分布形状は図５（Ｄ）のガウ
シアン形状であり、２ドットでは２つのガウシアン形状
の重ね合せであるから、図５（Ｅ）のように山が真直ぐ
にならずにうねりをもつ。従って、１ドット分の白は図
５（Ｆ）のようにうねりの中の深い谷の形状となる。

【０００６】このようにスポットの形状がガウシアン形
状であるために、１ドットの白は、完全に光量が０とは
ならない。また副走査ｂ方向では山がうねりを持つ。従
って、１ドットの白を完全に白になるように保ちながら
、副走査ｂ方向の山のうねりがあってもその部分を黒と
して出すには、走査密度とスポットの大きさ、スポット
によって作られた静電潜像の現像などに制約が多く、走
査ムラや電子写真感光体の走行スピードの変動などの影
響が画像に出やすく、画質の低下を招くという問題があ
る。現像においても、黒部は黒く出し白部は白く出すに
は、現像に必要な電位コントラストを正確に設定しなけ
ればならず、制御が困難である。

【０００７】この発明は上記課題を解決するためのもの
で、レーザ光の光軸付近の光量を低下させることのでき
る画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明は、画像情報に対応したレーザ光を発するレー
ザ光源と、前記レーザ光を平行光に変換するコリメータ
レンズと、前記平行光を感光体上に投影することにより
、当該感光体上に静電潜像を形成する走査手段と、前記
静電潜像を可視化する現像手段とを有する画像形成装置
において、前記レーザ光の光軸付近の光を吸収する光吸
収手段を設けた。

【０００９】

【作用】上記構成に基づくこの発明は、画像情報に対応
してレーザ光源が点滅し、レーザ光を拡散放射する。こ
のレーザ光はコリメータレンズにより平行光に変換され
るとともに、走査手段を介して感光体上に投影され、当
該感光体上に明部と暗部、即ち、白黒画素の組み合せに
よる静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は現
像手段により可視画像化される。

【００１０】レーザ光源から発せられたレーザ光は拡散
放射するため光軸付近の光量が周辺の光量よりも高いが
、光吸収手段が当該光軸付近の光を吸収するため、光量
が低下する。

【００１１】従って、１画素におけるドットの光量分布
形状を釣鐘形にし、白・黒ともに鮮明に再現される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明をレーザプリンタに適用した実
施例に基づいて説明する。図１（Ａ）は第一実施例に係
るレーザプリンタの概略構成を示す正面図である。

【００１３】１は感光体で、通常シリンダー形状をして
おり感光ドラムと称される。感光ドラム１の表面には帯
電ローラー２によって均一に帯電が施される。次にレー
ザ光３により画像がラスタースキャンされ、静電潜像が
作られる。ここでは記録したい部分を光を当てるイメー
ジ露光を行なう。作られた静電潜像は現像手段としての
現像器４により反転現像され、トナーによる可視像とな
る。可視像は送りローラー５とガイド６を介して送られ
た転写材（図示せず）に転写ローラー７によって転写さ
れ、ガイド８を経て定着ローラー９により定着され、プ
リント画像を得る。感光ドラム１上の転写残りのトナー
はクリーナー１０によりクリーニングされる。

【００１４】ここで、光学系について説明する。レーザ
光源としての半導体レーザ１１は画像信号によって点灯
あるいは消灯し、光の点滅によって画像を形成させる。 通常は単一波長で遠視野像が単峰のものを用いるが、複
数の波長で発振するマルチモードレーザを用いても良い
。１２はコリメータレンズで、ほぼ点光源とみなせる半
導体レーザ光３を拡大し平行光とする。コリメータレン
ズ１２で平行光となったレーザ光３は、回転するポリゴ
ンミラー１３により走査され、結像レンズ１４によって
感光ドラム１の表面にスポットを結像する。光学系の配
置によっては光路の中に折り返しミラー１５を入れても
良い。

【００１５】さて、本実施例では、コリメータレンズ１
２が光吸収手段としての光吸収フィルターを構成してい
る。即ち、光学ガラス内に銀や金，銅，鉛などの重金属
錯体をドープすることにより、光学吸収率を持たしてい
る。周知のように、吸収系数をμとすると強度Ｉ０　の
光が厚みｔのガラスを通過した時の光強度Ｉは、

【００
１６】

【数１】Ｉ＝Ｉ０　ｅｘｐ　（　−μｔ）となる。従っ
て、コリメータレンズ１２の中央部を厚くしておけば、
光の吸収が中央部では大きく周辺部では少なくなる。そ
のためにコリメータレンズ１２を通過したレーザ光３の
強度は中央の方ほど吸収が大きく、光量分布形状は図１
（Ｂ）の実線のようなガウシアン形状ではなく、点線の
ような釣鐘形状となる。このような釣鐘形状スポットの
感光体１上でのドットの重なり状態を図２（Ａ）〜（Ｃ
）に示す。感光体１の長手方向へ移動する主走査におい
ては、ドットの立上り立下がりが急峻になり１ドットぬ
き（Ｃ）の光量分布の谷が深くなる。

【００１７】感光体１の回転方向の副走査（Ｄ）〜（Ｆ
）においては、２ドットの山のうねりがガウス分布の時
よりも小さくなり（Ｅ）、１ドットぬきの谷（Ｆ）も深
くなる。このように白のドットも黒のドットも再現がし
やすくなり、走査ムラや電子写真感光体の走行（回転）
スピードの変動によってドット間距離が多少変動しても
その影響が画に出にくくなる。従って、高画質を維持で
きる。

【００１８】図３（Ａ）は感光体として有機光導電体（
ＯＰＣ）を用いた第二実施例である。感光体１は導電性
支持体１６と、電荷発生層１７と、電荷輸送層１８とか
らなっている。導電性支持体１６としては、アルミニウ
ム，ステンレスなどの金属や、導電層を設けたプラスチ
ック，紙などが用いられる。導電性支持体１６と電荷発
生層１７の間には、バリヤー機能と接着機能を持つ下引
き層を設けてもよい。

【００１９】電荷発生層１７は、オキシチタニウムフタ
ロシアニン電荷発生材料を適当なバインダー樹脂溶液と
共に分散し、塗布乾燥して得られる。電荷輸送層１８と
しては、トリアリールアミン系化合物，ヒドラゾン系化
合物，スチルベン系化合物，ピラゾリン系化合物，オキ
サゾール系化合物，チアゾール系化合物，トリアリルメ
タン系化合物などが用いられる。感光層の塗布方法とし
てはディッピング法，スプレーコーティング法，スピン
ナーコーティング法などが用いられる。

【００２０】このようにして得られた感光体は、通常の
銅フタロシアニン系，ＯＰＣのものに比べて２〜３倍の
感度を有している。従って、コリメータレンズでの光学
吸収率を大きくとって１／２〜１／３に減衰させて、望
みの光量分布形状を得るようにしても中央部の光量はよ
り減少するが、感光体にとって必要な光量は確保するこ
とが出来るため、画像への影響は全くない。

【００２１】図３（Ｂ），（Ｃ）は第三実施例を示す。 （Ｂ）はコリメータレンズ１２を凹レンズ２０と凸レン
ズ１９のはり合せとしたもので、凸レンズ１９には光吸
収性を持たせ、凹レンズ２０には光吸収性を持たしてい
ない。また、それぞれのガラスの屈折率は等しいものを
用いている。したがって、レンズとしては曲率Ｒ１とＲ
２の二つの面を持った単レンズとして作用し、吸収率は
Ｒ３の面を任意の曲面（球面、非球面、平面等）とする
ことにより、任意の吸収率分布を持たせることができる
。従って、望みの光量分布形状を作りやすくなる。

【００２２】（Ｃ）は凹レンズ２２と凸レンズ２１のい
ずれにも光吸収性を持たせたもので、その組み合せによ
って望みの吸収率分布を得ようとするものである。

【００２３】なお、これらのレンズはポリカーボネート
のようなプラスチックを用いてもよい。その方が任意の
形状が得やすく、望みの吸収率分布を得やすい。

【００２４】上記第一実施例では、黒く記録したい部分
にレーザ光３を露光しているが、同じ構成を用い、黒く
記録したい部分は光を当てないで白く記録したい部分に
光を当てる反転記録、即ち、バックグラウンド露光を行
なってもよい。現像は光の当っていない部分にトナーを
付着させる正規現像を行なう。通常のガラス形状の光量
分布では、バックグラウンド露光では、ピッチムラが発
生するとその部分は光のあたらない部分となり現像され
てしまい走査線に沿ったカブリが生じやすい。かといっ
て、カブリを生じにくくすると、今度は細い線の再現性
が悪くなるという問題があるが、上記構成により釣鐘状
の光量分布のレーザ光を得ることができ、バックグラウ
ンド露光正規現像においてもカブリのないシャープな画
像を得ることができる。

【００２５】なお、本発明は複写機、ファクシミリへの
適用も可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したものであ
るから、レーザ光の光軸付近の光強度を周辺部よりも弱
めることができ、その光量分布形状を釣鐘状とすること
ができる。その結果、白ドットも黒ドットも再現しやす
くなり、走査ムラや感光体の走行スピードの変動によっ
てドット間距離が多少変動してもその影響が画像に出に
くくなり画像品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はレーザプリンタに適用した第一実施例
の概略構成図、（Ｂ）は第一実施例により得られるレー
ザ光の光量分布を示すグラフ。

【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明によって得られるレー
ザ光のドットの光量分布を示すグラフ。

【図３】（Ａ）は第二実施例の感光体を示す拡大断面図
、（Ｂ），（Ｃ）は第三実施例であるコリメータレンズ
の正面断面図。

【図４】（Ａ）は従来の画像形成装置の主要部を示す斜
視図、（Ｂ）は従来の感光体の斜視図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は従来のレーザ光のドットの光
量分布を示すグラフ。

【符号の説明】

１　　感光体 ３　　レーザ光 １１　　半導体レーザ（レーザ光源） １２　　コリメータレンズ（光吸収手段）１３　　ポリ
ゴンミラー（走査手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像情報に対応したレーザ光を発する
   レーザ光源と、前記レーザ光を平行光に変換するコリメ
   ータレンズと、前記平行光を感光体上に投影することに
   より、当該感光体上に静電潜像を形成する走査手段と、
   前記静電潜像を可視化する現像手段とを有する画像形成
   装置において、前記レーザ光の光軸付近の光を吸収する
   光吸収手段を設けた画像形成装置。