JPH0829718A

JPH0829718A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0829718A
Application number: JP6168279A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Murakami; 篤彦村上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【構成】レーザプリンタの走査光学系におけるｆθレ
ンズ部には、半導体レーザから出射されたレーザビーム
を、主走査方向に通常より絞り込むｆθレンズが配され
ている。このｆθレンズによる絞り込みにより、スポッ
トの走査中心における光強度分布Ａは、その立ち上がり
が、従来のレーザビームの光強度分布Ｚに比べ鋭くな
る。【効果】これにより、レーザビームを主走査方向に移
動させた際の被照射面が受ける光エネルギー分布の閾値
に近い部分が鋭く立ち上がるようになる。このことは、
即ち、光エネルギー分布に比例する感光体ドラムにおけ
る表面電位分布の現像電位付近の立ち上がりが鋭くなっ
ていることを意味し、これにより、画像のエッジの鮮鋭
度を高め、エッジボケのない高画質画像を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、レー
ザデジタル複写機、レーザＦＡＸ、レーザ熱転写型印刷
装置等の光ビームにて被照射面を走査し、被照射面に与
えた光エネルギーが閾値以上となっている部分を画像と
して形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタ、レーザデジタル
複写機、レーザＦＡＸ等の感光体を用いた電子写真方式
の画像形成装置では、半導体レーザ等からなる光ビーム
発生手段を有する走査光学系を備えており、この走査光
学系から出射された光ビーム（レーザビーム）にて感光
体上を走査して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像
して可視像とし、この可視像を被転写材に転写して画像
を形成するようになっている。

【０００３】また、高精細画像記録を実現する次世代画
像記録システムとして検討が進んでいるレーザ熱転写型
印刷装置等の画像形成装置の場合も、半導体レーザを用
いた走査光学系から出射された光ビームにてインクフィ
ルム上を走査し、レーザ熱にてインク層を溶融させ、溶
融したインクを被転写材に転写して画像を形成するよう
になっている。

【０００４】このような光ビームを用いた画像形成装置
においては、光ビームが走査する方向を主走査方向と言
い、この主走査方向に垂直な方向を副走査方向と言う。

【０００５】ここで、図２３に、従来の画像形成装置に
おいて、走査光学系から出射される光ビームのスポット
の中心断面の光強度分布Ｚを示す。光ビームのスポット
の光強度分布は、ガウシアン分布に近似することが知ら
れており、一般にスポット径と呼ばれる範囲は、光強度
分布のピーク光強度の１／ｅ²以下になるまでの範囲で
ある。つまり、図２３においては、範囲Ｚ₁のことであ
る。尚、この光ビームのスポットの光強度分布Ｚは、感
光体の表面上に集光したときも、インクフィルム上に集
光したときも、光強度が異なるだけで光強度分布の特性
自体は同じである。

【０００６】図２４に、上記図２３にて示した光強度分
布Ｚを有する光ビームのスポットが、被照射面である感
光体上、或いはインクフィルム上を位置Ｐ_aから位置Ｐ
_bまで主走査方向に移動した場合の、走査中心の断面に
おける光エネルギー分布Ｙを示す。このときの光エネル
ギーは、光ビームが位置Ｐａから位置Ｐｂまで移動した
際の移動速度から求めることができる。そして、ここで
言う光エネルギー分布とは、ある光強度分布を持つ光ビ
ームのスポットが、一定時間の間、被照射面を照射する
ことにより被照射面に与えるエネルギーのことである。

【０００７】感光体を用いた電子写真方式で、かつ、反
転現像方式の画像形成装置の場合、感光体表面上が受け
た光エネルギー分布は、感光体表面の電位分布に光電変
換され、静電潜像を形成する。光エネルギー分布から表
面電位分布への変換は、感光体の特性に依存するが、一
般的なＯＰＣ感光体やアモルファスシリコン感光体で
は、光エネルギー分布に比例した表面電位分布が得られ
ることが知られている。図２５は、図２４で示した光エ
ネルギー分布Ｙが光電変換されたときの感光体表面の表
面電位分布Ｘを示している。現像電位Ｘ₁は、この電位
Ｘ₁より低い電位の範囲が現像されてトナーが付着する
ことを示している。この例では位置Ｐ_aから位置Ｐ_bに
トナーが付着することになる。

【０００８】このように、図２５に示す感光体表面の表
面電位分布Ｘと、図２４に示す感光体表面の光エネルギ
ー分布Ｙとは比例することから、図２５の現像電位Ｘ₁
の閾値は、図２４の光エネルギー分布Ｙからも知ること
ができる。この例では図２４の光エネルギーＹ₁が閾値
となり、光エネルギー分布Ｙからトナーが付着する範囲
を推定できることがわかる。

【０００９】一方、インクフィルムを用いた熱溶融転写
型の画像形成装置の場合は、インクフィルムのインク層
が受けた光エネルギーは熱エネルギーに光熱変換され
る。光エネルギーから熱エネルギーへの変換特性は、イ
ンクフィルムの特性に依存するが、一般的なインクフィ
ルムでは光エネルギーに比例した光熱変換が行われ、光
エネルギー分布に比例した熱温度分布が得られることが
知られている。図２６は、図２４で示した光エネルギー
分布Ｙが光熱変換されたときの熱温度分布Ｗを示してい
る。溶融温度Ｗ₁は、この温度Ｗ₁より高い温度の範囲
のインク層が溶融し被転写材に転写されることを示して
いる。この例では位置Ｐ_aから位置Ｐ_bのインク層のイ
ンクが溶融し被転写材に転写されることになる。

【００１０】このように、図２６に示すインクフィルム
上の熱温度分布Ｗと、図２４に示す光エネルギー分布Ｙ
とは比例することから、図２６の溶融温度Ｗ₁の閾値
は、図２４の光エネルギー分布Ｙからも知ることができ
る。この例では図２４の光エネルギーＹ₁が閾値とな
り、光エネルギー分布Ｙからインク層のインクが溶融し
被転写材に転写される範囲を推定できることがわかる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
画像形成装置を用いて得た画像の場合、画像のエッジが
鈍くなったエッジボケ（Blur）が発生し、高画質画像が
得られないといった問題点を有している。

【００１２】即ち、例えば感光体を用いる電子写真方式
の画像形成装置では、図２４、図２５を用いて、表面電
位分布Ｘの現像電位Ｘ₁に対応した光エネルギー分布Ｙ
のＹ₁を閾値として位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまでにトナー
が付着することを述べたが、実際には、位置Ｐ_aから位
置Ｐ_bの周辺でもトナーの付着がみられ、これがエッジ
ボケとなる。このようなエッジボケは主に電子写真の現
像段階、転写段階で発生するが、その一因として静電潜
像の電位分布のエッジの鋭さが問題となる。ここで言う
鋭さとは、感光体表面上で表面電位が未露光部分と露光
部分の境で急激に低下していることである。図２５で示
した例では、現像電位はＸ₁であるが、その電位付近の
Ｘ₂・Ｘ₃の電位分布の範囲、図２４で言えばＹ₂、Ｙ
₃の光エネルギー分布の範囲は、現像電位Ｘ₁に近い範
囲が多く、この範囲にエッジボケの原因となる余分なト
ナー（特に微小なトナー）が付着してしまう。

【００１３】これを解決するためには、静電潜像のエッ
ジが鋭く電位降下していることが必要であり、そのため
には、静電潜像を形成する光エネルギー分布のエッジが
鋭いことが求められる。しかしながら、図２３に示した
光強度分布Ｚの光ビームのスポットでは、図２４の光エ
ネルギー分布ＹのＹ₂・Ｙ₃に対応した図２５の表面電
位分布ＸのＸ₂・Ｘ₃に示した程度のエッジの鋭さしか
得ることができず、そのため、上述したように画像のエ
ッジボケが発生している。

【００１４】これと同じことがインクフィルムを用いた
熱溶融転写型の画像形成装置でも言え、図２４、図２６
を用いて、熱温度分布Ｗの溶融温度Ｗ₁に対応した光エ
ネルギー分布ＹのＹ₁を閾値として位置Ｐ_aから位置Ｐ
_bまでにトナーが付着することを述べたが、実際には、
位置Ｐ_aから位置Ｐ_bの周辺でもトナーの付着がみら
れ、これがエッジボケを引き起こす。エッジボケの一因
として熱温度分布Ｗのエッジの鋭さが問題となる。ここ
で言う鋭さとはインクフィルム表面上での熱温度が、非
溶融部分と溶融部分の境で急激に増加していることであ
る。図２６で示した例では、溶融温度はＷ₁であるが、
その温度付近のＷ₂・Ｗ₃の温度分布の範囲、図２４で
言えばＹ₂、Ｙ₃の光エネルギー分布の範囲は、溶融温
度Ｗ₁に近い範囲が多く、この範囲で完全に溶融しきっ
ていないエッジボケの原因となるインクを付着させてし
まう可能性が高い。

【００１５】これを解決するためには、熱温度分布のエ
ッジが鋭く増加していることが必要であり、そのために
は、熱温度分布を形成する光エネルギー分布のエッジが
鋭いことが求められる。しかしながら、図２３に示した
光強度分布Ｚの光ビームのスポットでは、図２４の光エ
ネルギー分布ＹのＹ₂・Ｙ₃に対応した図２６の熱温度
分布ＷのＷ₂・Ｗ₃に示した程度のエッジの鋭さしか得
ることができず、そのため、上述したように画像のエッ
ジボケが発生している。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
画像形成装置は、上記の課題を解決するために、光ビー
ム発生手段を有する走査光学系から出射された光ビーム
にて被照射面を走査し、被照射面が得た光エネルギーが
閾値以上となっている部分を画像として形成する画像形
成装置において、上記走査光学系に、光ビーム発生手段
から出射された光ビームの光強度分布の立ち上がりが鋭
くなるように変化させる光強度分布変更手段が設けられ
ていることを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
上記の課題を解決するために、請求項１記載の画像形成
装置において、上記光強度分布変更手段が、光ビームの
主走査方向のスポット径を所定の大きさに縮小すること
で、光強度分布を変化させるようになっていることを特
徴としている。

【００１８】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
上記の課題を解決するために、請求項１記載の画像形成
装置において、上記光強度分布変更手段が、光ビームを
回折することで光強度分布を変化させるようになってい
ることを特徴としている。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１の構成においては、走査光学
系に設けられた光強度分布変更手段により、光ビーム発
生手段から出射された光ビームは、光強度分布の立ち上
がりが鋭くなるように変化されるので、このような光強
度分布を有する光ビームを主走査方向に移動させた際の
被照射面（例えば感光体表面、或いはインクフィルム表
面）が受ける光エネルギー分布は、閾値に近い部分が鋭
く立ち上がるようになる。したがって、このような光エ
ネルギー分布に対応して、感光体を用いる画像形成装置
では、感光体表面上に形成される表面電位分布の閾値付
近が鋭く立ち上がったエッジの鋭い分布となり、また、
光ビームを用いた熱溶融転写型の画像形成装置では、イ
ンクフィルム表面上に形成される熱温度分布の閾値付近
が鋭く立ち上がったエッジの鋭い分布となる。これによ
り、感光体を用いる画像形成装置や、熱溶融転写型の画
像形成装置において、画像のエッジの鮮鋭度を向上させ
て、エッジボケのない高画質画像を得ることができる。

【００２０】本発明の請求項２の構成においては、上記
の光強度分布変更手段が、光ビームの主走査方向のスポ
ット径を所定の大きさに縮小することで、光強度分布を
変化させるようになっている。光ビームの主走査方向の
スポット径を絞り込んでいくと、段々とそのスポットの
走査中心における光強度分布は鋭いピークを示す細長い
形状となっていき、立ち上がりが鋭くなる。このように
光ビームの主走査方向のスポット径を所定の大きさに縮
小するものとしては、例えば走査光学系に配されている
光ビームを主走査方向に関して補正するｆθレンズの焦
点距離を通常の焦点距離よりも短く設定することで、特
別な部材を設けずとも成し得、これにより、ｆθレンズ
を交換するだけで、従来からある画像形成装置に簡単に
搭載し、上記請求項１の構成にて得られるものと同様の
作用を得ることができる。

【００２１】尚、この場合、特に通常のスポット径のほ
ぼ１／３に縮小することで、画像のエッジの鮮鋭度を高
めつつ、かつ、画像の斜線部のジャギーの発生を視覚的
に許容できる最もよい状態とすることができる。このこ
とは、後述する実施例中に示した実験結果により裏付け
られている。

【００２２】本発明の請求項３の構成においては、光強
度分布変更手段が、光ビームを回折することで光強度分
布を変化させるようになっている。光ビームを回折する
と、光ビームのスポットの光強度分布は、複数のピーク
を持った非ガウシアン分布を示し、立ち上がりが鋭くな
る。このように光ビームを回折することで光強度分布を
変化させるものとしては、例えば走査光学系において、
光ビームの光路中にアパーチャを配設することで成し
得、これによれば、請求項２記載の主走査方向のスポッ
ト径を絞り込んで画像のエッジの鮮鋭度を高めたものと
比較し、光ビームのスポット径を直接変えることなく光
強度分布の立ち上がりを鋭くできるので、画像のエッジ
の鮮鋭度を高めつつ、かつ、画像の斜線部のジャギーの
強調を防止することができる。これは、主走査方向のス
ポット径を絞り込んで画像のエッジの鮮鋭度を高めた場
合、副走査方向のスポット径に比べて主走査方向のスポ
ット径が小さいため、平面上のスポットの分布形状が角
張った形状となり、そのためジャギーが強調されるとい
った、上記請求項２記載の構成の不具合を解消するもの
である。

【００２３】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図７
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２４】まず、本実施例に係る画像形成装置として
のレーザプリンタの全体構成、及び動作について、図
２、図３を用いて説明する。図２は走査光学系１の構成
を示す斜視図であり、図３（ａ）は走査光学系１におけ
るレーザビーム（光ビーム）の光路を側面から見た展開
図、同図（ｂ）は、上面から見た展開図である。

【００２５】上記レーザプリンタは、走査光学系１と、
図示しないプロセス部とからなる。プロセス部は、後述
する走査光学系１からのレーザビームの照射にて静電潜
像が形成される感光体ドラム８を備えており、この感光
体ドラム８の周囲には、特に図示してはいないが、感光
体ドラム８表面を帯電させる帯電器や、上記走査光学系
１によるレーザビームの走査にて形成される静電潜像を
トナーにて現像してトナー像として可視化する現像装
置、給紙系から給紙された被転写材である記録紙上にト
ナー像を転写させる転写器、記録紙上にトナー像を定着
させる定着装置、残留トナーを除去するクリーニング装
置等が配置されている。

【００２６】上記走査光学系１は、レーザビームを出射
する光ビーム発生手段としての半導体レーザ２と、この
半導体レーザ２から出射されたレーザビームを集光する
集光レンズ（コリメータレンズ）３と、多角形の側面が
平面鏡となり、集光されたレーザビームを感光体ドラム
８の軸心に平行な方向、即ち、主走査方向に走査するよ
うに回転駆動されるポリゴン回転ミラー（回転多面鏡と
も言う）４と、ポリゴン回転ミラー４にて反射されたレ
ーザビームを主走査方向について感光体ドラム８の表面
上のどの位置でも一定の径で集光するように、かつ、一
定の速度で走査するように偏光するｆθレンズ５ａを備
えたｆθレンズ部５と、このｆθレンズ部５を透過した
レーザビームを感光体ドラム８に向けて反射する反射ミ
ラー６と、反射ミラー６にて反射されたレーザビームを
主走査方向と垂直を成す副走査方向について感光体ドラ
ム８の表面上に適切な径で集光するように偏光するシリ
ンドリカルレンズ７とを備えている。さらに、主走査方
向１ラインについて半導体レーザ２を駆動し始めるタイ
ミングを図るためのビーム検出用反射ミラー９と、ビー
ム検出器１０とが設けられている。そして、詳細は後述
するが、本実施例の場合、上記ｆθレンズ部５に備えら
れているｆθレンズ５ａは、通常使用されてるｆθレン
ズよりも小さい焦点距離ｆ₁を有しており、このｆθレ
ンズ５ａにより、主走査方向のレーザビームのスポット
径は通常のスポット径の約１／３に絞り込まれるように
なっている。つまり、このようなｆθレンズ５ａを備え
たｆθレンズ部５が本発明の光強度分布変更手段として
の機能を備えている。

【００２７】次に、上記構成のレーザプリンタにおける
記録動作について説明する。

【００２８】半導体レーザ２は、図示しないプリンタコ
ントローラから送信されてくる画像信号によってＯＮ／
ＯＦＦ制御される。半導体レーザ２がＯＮされることに
より、半導体レーザ２からレーザビームが楕円状の放射
パターンで出射される。出射されたレーザビームは、集
光レンズ３で集光され平行光又は収束光となる。集光レ
ンズ３にて集光されたレーザビームは、ポリゴン回転ミ
ラー４に照射され、ポリゴン回転ミラー４のひとつの反
射面４ａで感光体ドラム８の端から端まで走査するよう
に反射される。

【００２９】ポリゴン回転ミラー４で反射されたレーザ
ビームは、ｆθレンズ部５に備えられたｆθレンズ５ａ
によって主走査方向について感光体ドラム８の表面上の
どの位置でも一定の径、即ち通常のスポット径のほぼ１
／３の大きさで集光するように、かつ、一定の速度で走
査するように偏光される。このように主走査方向につい
て補正されたレーザビームは反射ミラー６の反射面６ａ
で反射され、シリンドリカルレンズ７に入射する。そし
て、シリンドリカルレンズ７によって副走査方向につい
て、感光体ドラム８の表面上に適切な径で集光するよう
に偏光された後、感光体ドラム８の表面に集光する。こ
のときの集光位置Ｈ₁は、感光体ドラム８の表面上であ
り、図３（ａ)(ｂ）において破線にて示す。

【００３０】感光体ドラム８は、ポリゴン回転ミラー４
に同期して回転駆動されており、帯電器によって帯電さ
れた感光体ドラム８の表面上に集光したレーザビームの
スポットは、感光体ドラム８の表面上を一定のスポット
径で、かつ、一定速度で主走査方向について走査する。
これにより、感光体ドラム８表面に静電潜像が形成され
る。

【００３１】この静電潜像は、ポリゴン回転ミラー４の
回転に対応して、感光体ドラム８の表面に主走査方向に
沿うライン状に形成される。さらに詳細には、この１ラ
イン内において、半導体レーザ２のＯＮ／ＯＦＦ制御に
応じたドット列として形成されることになる。同時に、
感光体ドラム８はポリゴン回転ミラー４の回転に同期し
て回転駆動されているため、上記のライン状の静電潜像
は、感光体ドラム８の回転方向、即ち、副走査方向に所
定の間隔で形成され、これによって、感光体ドラム８の
表面に二次元的なドットパターンとして形成される。

【００３２】尚、上記のような記録動作において、主走
査方向１ラインについて半導体レーザ２を駆動し始める
タイミングは、走査開始前に、ビーム検出用反射ミラー
９で反射されたレーザビームをビーム検出器１０にて検
出してタイミング信号を発生させ、このタイミング信号
を利用することで行なわれている。

【００３３】上記のように感光体ドラム８の表面上に形
成された静電潜像は、現像装置においてトナー像として
可視化される。この可視化されたトナー像は、転写器に
おいて記録紙に転写され、さらに、定着装置において記
録紙上に定着される。こうして画像が形成された記録紙
は、図示しない記録紙搬送系によってレーザプリンタか
ら機外に搬出される。

【００３４】次いで、上記走査光学系１におけるｆθレ
ンズ部５に、感光体ドラム８の表面に形成されるレーザ
ビームのスポット径が通常の約１／３となるように焦点
距離ｆ₁が設定されたｆθレンズ５ａを用いた理由、及
びこれにより得られる効果について説明する。

【００３５】前述したように、レーザプリンタのよう
に、感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置の場
合、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像のエッジ
が鋭く電位降下していないと、エッジボケが発生し、画
質が劣化することになる。したがって、エッジボケの発
生を防止するためには、静電潜像のエッジが鋭く電位降
下されていることが必要であり、そのためには、現像電
位付近、即ち、静電潜像を形成する光エネルギー分布の
閾値付近のエッジの鋭さ、言い換えれば、光エネルギー
分布の閾値付近の立ち上がりの鋭さが必要となる。

【００３６】静電潜像を形成する光エネルギー分布の閾
値付近のエッジを鋭くするためには、レーザビームのス
ポットの光強度分布が鋭い立ち上がりを有するように、
レーザビームのスポットの光強度分布を変更しなければ
ならない。そこで、本実施例では、ｆθレンズ部５に、
焦点距離ｆ₁を通常の焦点距離よりも小さく設定された
ｆθレンズ５ａが備えられ、これにて、レーザビームを
主走査方向に絞り込んでスポット径を小さくし、光強度
分布を狭い範囲に光が集光されて強いピークを持つよう
な細長い形状とし、立ち上がりを鋭くしている。

【００３７】一般に、ガウシアン分布を成すレーザビー
ムのビーム直径ｂは、焦点距離ｆ₀の集光レンズを使用
した場合には、レーザビームの波長をλ、集光レンズへ
の入射時のビーム半径をａとした場合、ｂ＝２λｆ₀／πａで近似的に求められる。しかしながら、上述したよう
に、走査光学系での被照射面上のレーザビームのスポッ
トは、半導体レーザから出射したレーザビームを主走査
方向と副走査方向についてそれぞれ独立して補正して得
られるため、実際には、上記ビーム直径ｂは、集光レン
ズへの入射ビーム径と焦点距離ｆ₀のみでは決まらず、
主走査方向については、ｆθレンズへの入射ビーム径と
焦点距離ｆ₁、副走査方向についてはシリンドリカルレ
ンズへの入射ビーム径と焦点距離ｆ₂が合成されたもの
となる。即ち、主走査方向についてはｆθレンズ部に配
されるｆθレンズの焦点距離ｆ₁、副走査方向について
はシリンドリカルレンズの焦点距離ｆ₂を適宜変えるこ
とにより、主走査方向及び副走査方向のレーザビームの
スポット径を独立して変更することができる。

【００３８】図１に、上記走査光学系１から出射される
レーザビームのスポットの光強度分布Ａを示す。図中、
一点鎖線にて、通常の焦点距離を有するｆθレンズがｆ
θレンズ部に配された従来の走査光学系から出射される
レーザビームのスポットの光強度分布Ｚを示す。走査光
学系１から出射されたレーザビームのスポットの場合、
主走査方向のスポット径が、通常のレーザビームの約１
／３に絞り込まれていることがわかる。

【００３９】図４に、本実施例の走査光学系１から出射
されるレーザビームのスポットＬ_sを、図５に示すよう
に、感光体ドラム８上における位置Ｐ_aから位置Ｐ_bま
で主走査方向に走査させたときに得られる、走査中心の
断面における光エネルギー分布Ｂを示す。図中、一点鎖
線にて、従来の走査光学系から出射される通常のスポッ
ト径を有するレーザビームを同様に走査させたときに得
られる光エネルギー分布Ｙを示す。

【００４０】この図から明らかなように、主走査方向の
スポット径を通常の約１／３に絞り込んだ本実施例の走
査光学系１から出射されるレーザビームの光エネルギー
分布Ｂにおける、現像電位に対応する閾値Ｙ₁付近の立
ち上がりの鋭さは、通常のスポット径を有する従来の走
査光学系から出射されるレーザビームの光エネルギー分
布Ｙの閾値Ｙ₁付近の立ち上がりの鋭さに比べて格段に
鋭くなっており、Ｂ₂・Ｂ₃の広がりが小さくなってい
ることがわかる。このことは、即ち、光エネルギー分布
Ｂに比例する感光体ドラム８における表面電位分布の現
像電位付近の立ち上がりが鋭くなっていることを意味
し、これにより、本実施例のレーザプリンタで形成され
た画像は、エッジボケのない高画質画像となる。

【００４１】また、本実施例の走査光学系１において
は、ｆθレンズ部５に配されるｆθレンズ５ａの焦点距
離ｆ₁を、レーザビームの主走査方向のスポット径を通
常のほぼ１／３に絞り込むように設定している。絞り込
みをこのように設定した理由は、絞り込み具合を色々変
えると共に、そのとき得られた画像の斜線部を視覚検査
するといった実験を繰り返した結果、通常のスポット径
の１／３程度に絞り込むことが、最も良い画像が得られ
ることがわかったためである。

【００４２】即ち、図６（ａ）は、主走査方向のスポッ
ト径が通常の約１／３に絞り込まれた本実施例の走査光
学系１から出射されるレーザビームの光エネルギー分布
を、２次元平面上に光エネルギーの等位線で示したもの
である。図中等位線Ｌ₃は光エネルギーが１、等位線Ｌ
₂は光エネルギーが閾値Ｙ₁、等位線Ｌ₁は光エネルギ
ーが４の線を示す。また、同図（ｂ）は、通常のスポッ
ト径を有する従来の走査光学系から出射されるレーザビ
ームの光エネルギー分布を、２次元平面上に光エネルギ
ーの等位線で示したものであり、等位線Ｌ₆は光エネル
ギーが１、等位線Ｌ₅は光エネルギーが閾値Ｙ₁、等位
線Ｌ₄は光エネルギーが４の線を示す。

【００４３】この図から、図６（ａ）に示した本実施例
の走査光学系１から出射されるレーザビームの光エネル
ギー分布は、同図（ｂ）に示した従来の走査光学系から
出射されるレーザビームのエネルギー分布に比べて主走
査方向について光エネルギーの等位線が密であり、エッ
ジが鋭いことがわかる。同時に、従来の走査光学系から
出射されるレーザビームのエネルギー分布の分布形状に
比べて、本実施例の走査光学系１から出射されるレーザ
ビームの光エネルギー分布の分布形状は、角張っている
ことがわかる。これは、副走査方向のスポット径に比べ
て主走査方向のスポット径が小さいために起こる。

【００４４】図７（ａ）に、本実施例の走査光学系１か
ら出射されるレーザビームを用いて、副走査方向に３ラ
イン分の斜線を描いた場合に、感光体上に形成される光
エネルギー分布の２次元平面図を示す（図の斜線部分は
閾値Ｙ₁（現像電位に対応した閾値）以上の光エネルギ
ー分布）。一方、同図（ｂ）に、従来の走査光学系から
出射されるレーザビームを用いて、同様に斜線を描いた
ときの光エネルギー分布の２次元平面図を示す。両者を
比べると、角張った分布形状である本実施例の走査光学
系１から出射されたレーザビームで描いた方が、画像の
斜線部がギザギザになるジャギーが若干強調されている
ことがわかる。

【００４５】つまり、レーザビームの絞り込み具合を増
していくと、段々その光エネルギー分布の閾値付近のエ
ッジが鋭くなっていく反面、ジャギーが強調されてき
て、ある範囲を超えて絞り込むと、強調されたジャギー
にて視覚的許容範囲を逸脱することになり、レーザビー
ムの主走査方向のスポット径の絞り込みを、ほぼ１／３
程度とした場合が、エッジボケもなく、かつジャギーが
視覚的に許容範囲内にある最も優れた画像が得られるこ
とが判明したためである。

【００４６】このように、本実施例のレーザプリンタの
走査光学系１におけるｆθレンズ部５には、半導体レー
ザ２から出射されたレーザビームを、主走査方向に通常
より絞り込むｆθレンズ５ａが配されている。したがっ
て、このｆθレンズ５ａによる絞り込みにより、スポッ
トの走査中心における光強度分布は、鋭いピークを示す
細長い形状となり、立ち上がりが鋭くなる。これによ
り、レーザビームを主走査方向に移動させた際の感光体
ドラム８表面が受ける光エネルギー分布Ｂの閾値Ｙ₁に
近い部分が鋭く立ち上がるようになる。このことは、即
ち、光エネルギー分布Ｂに比例する感光体ドラム８にお
ける表面電位分布の現像電位付近の立ち上がりが鋭くな
っていることを意味し、これにより、画像のエッジの鮮
鋭度を高め、エッジボケのない高画質画像を得ることが
できる。

【００４７】しかもこの場合、レーザビームの主走査方
向のスポット径の絞り込みを、通常のスポット系のほぼ
１／３程度とすることで、画像のエッジの鮮鋭度を高め
てエッジボケもなく、かつジャギーが視覚的に許容範囲
内にある最も優れた画像を得ることができる。尚、レー
ザビームの主走査方向のスポット径の絞り込みは、この
ほぼ１／３程度に限定されるものではもちろんない。

【００４８】さらにこの場合、走査光学系１のｆθレン
ズ部５に用いるｆθレンズの焦点距離の設定を変えるだ
け、言い換えれば、従来の走査光学系におけるｆθレン
ズ部５に配されているｆθレンズをｆθレンズ５ａに交
換するだけの簡単な作業にて、上記効果が得られるとい
う利点も備えている。

【００４９】また、本実施例の走査光学系１では、光ビ
ーム発生手段として、安価な半導体レーザ２を使用し、
レーザビームを用いているので、走査光学系１自体のコ
ストを削減することが可能となり、ひいてはレーザプリ
ンタのコスト削減を図ることができる。

【００５０】尚、上記実施例の走査光学系１では設けら
れていなかったが、ポリゴン回転ミラー４を用いた走査
光学系には、面倒れと呼ばれるレーザビームに対してポ
リゴン回転ミラー４の反射面４ａが垂直に加工されてい
ない状態があり、この面倒れを補正する光学系が追加さ
れている構成でもよい。

【００５１】また、上記実施例においては、レーザプリ
ンタを例示して説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、上記走査光学系１を、レーザデジタル複
写機、レーザＦＡＸ等、さらには、レーザ熱転写型印刷
装置等にも搭載可能であり、次の実施例２に、上記走査
光学系１をレーザ熱転写型印刷装置に搭載した実施例を
説明する。

【００５２】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図８な
いし図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同一の
機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明
を省略する。

【００５３】本実施例に係る画像形成装置としてのレー
ザ熱転写型印刷装置は、図８に示すように、前記の実施
例１の走査光学系１とほぼ同様の構成を有する走査光学
系１’を備えている。この走査光学系１’においては、
レーザ熱転写型印刷装置に用いられるので、レーザビー
ムの光強度、即ち半導体レーザ２のレーザ出力、及び走
査速度がこの装置に見合ったものに変更されている点
が、前記の実施例１の走査光学系１と異なる。

【００５４】上記走査光学系１’のレーザビーム出射方
向には、インクフィルム１５と、被転写材である記録紙
１７とが配されており、これらインクフィルム１５と記
録紙１７とは、上ローラ１３と下ローラ１４との間に挟
持されている。上及び下ローラ１３・１４は、走査光学
系１’からのビーム走査線が副走査線方向に一定間隔と
なるように一定速度で駆動されている。

【００５５】上記インクフィルム１５は、インクロール
１６に巻き取られており、図１０に示すように、光入射
側に配されるベース層１５ａと、記録紙１７と接して配
されるインク層１５ｂとからなる２層構造を有してい
る。図のように、インクフィルム１５のベース層１５ｂ
側からレーザビームＬが照射されると、インクフィルム
１５上に集光したレーザビームＬのスポットはレーザ熱
によりベース層１５ａを介してインク層１５ｂを熱し、
インク層１５ｂのインクを溶融する。そして、この溶融
したインク１５ｂ’が、インク層１５ｂ側に接して配さ
れている記録紙１７上に転写される。

【００５６】また、この場合も、記録動作において、主
走査方向１ラインについて半導体レーザ２を駆動し始め
るタイミングは、走査開始前に、ビーム検出用反射ミラ
ー９で反射されたレーザビームをビーム検出器１０にて
検出してタイミング信号を発生させ、このタイミング信
号を利用することで行なわれている。

【００５７】図９（ａ）に、走査光学系１’におけるレ
ーザビームの光路を側面から見た展開図を示し、同図
（ｂ）に、上面から見た展開図を示す。

【００５８】このような構成のレーザ熱転写型印刷装置
において、走査光学系１’から出射されるレーザビーム
のスポットＬ_sを、図１１に示すように、インクフィル
ム１５における位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に
走査させたとき、走査中心の断面における光エネルギー
分布は、前記実施例において示した図４の光エネルギー
分布Ｂと同様のものが得られる。

【００５９】したがって、このような光エネルギー分布
Ｂに対応して、インクフィルム１５表面上に形成される
熱温度分布を、溶融温度である閾値付近が鋭く立ち上が
ったエッジの鋭い分布とすることができ、その結果、前
記の実施例１と同様に、レーザ熱転写型印刷装置におい
ても、画像のエッジの鮮鋭度を高めてエッジボケもな
く、かつジャギーが視覚的に許容範囲内にある最も優れ
た画像を得ることができる。

【００６０】〔実施例３〕本発明の他の実施例を図１２
ないし図１８に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同
一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その
説明を省略する。

【００６１】本実施例のレーザプリンタの走査光学系２
０は、図１２に示すように、集光レンズ３とポリゴン回
転ミラー４との間に、光強度分布変更手段としてのアパ
ーチャ部１１が組み込まれている。また、ｆθレンズ部
５には、通常の焦点距離を有し、通常のスポット径でレ
ーザビームを感光体ドラム８上に集光させるｆθレンズ
５ｂが配されている。その他の構成は、前記の実施例１
における走査光学系１と等しい構成を有している。

【００６２】図１３（ａ）に、走査光学系２０における
レーザビームの光路を側面から見た展開図を、同図
（ｂ）に、上面から見た展開図をそれぞれ示す。

【００６３】上記アパーチャ部１１には、図１４（ａ）
に示すように、星型スリット３０を有したアパーチャ１
１ａが配されている。その他、同図（ｂ）に示すような
横線スリット３１を有したアパーチャ１１ｂ、同図
（ｃ）に示すような縦線スリット３２を有したアパーチ
ャ１１ｃ等を配することも可能である。これらのアパー
チャ１１ａ・１１ｂ・１１ｃは、レーザビームの中心に
スリット中心が位置するように配される。同図（ｄ）〜
（ｆ）に、各タイプのスリットが形成されているアパー
チャ１１ａ・１１ｂ・１１ｃの光出射側に、図１５に示
すように蛍光板１２を配したときに蛍光板１２に映し出
されるレーザビームを示す。それぞれ、各種のスリット
でレーザビームがどのように回折されるかを示してお
り、アパーチャ１１ｂのような主走査方向に１ライン形
の横線スリット３１では主走査方向について複数のビー
ムに分割され（同図（ｅ）参照）、アパーチャ１１ｃの
ような副走査方向に１ライン形の縦線スリット３２では
副走査方向について複数のビームに分割され（同図
（ｆ）参照）、アパーチャ１１ａのような星型スリット
３０では主走査方向と副走査方向について複数のビーム
に分割される（同図（ｄ）参照）。この他、アパーチャ
部１１には配されるアパーチャとしては、十字以上の頂
点を持つ星型スリットが形成されているアパーチャでも
よい。

【００６４】図１６に、アパーチャ１１ａにて複数のビ
ームに分割された本実施例の走査光学系２０から出射さ
れるレーザビームのスポットの光強度分布Ｃを示す。ま
た、図中、一点鎖線にて、アパーチャ１１ａを設けない
従来の走査光学系から出射されるレーザビームのスポッ
トの光強度分布Ｚを示す。アパーチャ１１ａを配した場
合、レーザビームが星型スリット３０によって回折され
て複数ビームに分割される。そのため、感光体ドラム８
表面上に集光されるレーザビームのスポットは、星型ス
リット３０によって規制された方向にサブピークを生
じ、これらが合成された非ガウシアン分布の光強度分布
となり、図において、中央にあるメインピークの両脇に
合成されたサブピークがあることがわかる。そして、こ
のようにアパーチャ１１ａを配した走査光学系２０から
出射されたレーザビームのスポットの光強度分布Ｃは、
アパーチャ１１ａを配さなかった従来の走査光学系から
出射されたレーザビームのスポットの光強度分布Ｚと比
べて立上がりが鋭くなり、しかも、レーザビームのスポ
ット径は、主走査方向についてスポット径を小さくした
前記の実施例１における走査光学系１の光強度分布Ａ
（図１参照）ほど、小さくなっていないことがわかる。

【００６５】図１７に、本実施例の走査光学系２０から
出射されるレーザビームのスポットＬ_sを、感光体ドラ
ム８上における位置Ｐ_aから位置Ｐ_b（図５参照）まで
主走査方向に走査させたときに得られる、走査中心の断
面における光エネルギー分布Ｅを示す。図中、一点鎖線
にて、アパーチャ１１ａが配されていない従来の走査光
学系から出射されるレーザビームを同様に走査させたと
きに得られる光エネルギー分布Ｙを示す。

【００６６】この図から明らかなように、アパーチャ１
１ａを配した本実施例の走査光学系２０から出射される
レーザビームの光エネルギー分布Ｅにおける、現像電位
に対応する閾値Ｙ₁付近の立ち上がりの鋭さは、通常の
スポット径を有する従来の走査光学系から出射されるレ
ーザビームの光エネルギー分布Ｙの閾値Ｙ₁付近の立ち
上がりの鋭さに比べて格段に鋭くなっており、Ｅ₂・Ｅ
₃の広がりが小さくなっていることがわかる。このこと
は、即ち、光エネルギー分布Ｅに比例する感光体ドラム
８における表面電位分布の現像電位付近の立ち上がりが
鋭くなっていることを意味し、これにより、画像のエッ
ジの鮮鋭度を高め、エッジボケのない高画質画像を得る
ことができる。

【００６７】しかも、このアパーチャ１１ａを配した走
査光学系２０から出射されるレーザビームのスポット径
は、図１６のＣに示すように前記の実施例１における走
査光学系１から出射されるレーザビームのスポット径程
に小さくならないので、画像の斜線部のジャギーが強調
されることを防止することができる。これにより、本実
施例のレーザプリンタでは、前記の実施例１の構成にて
得られる画像より、さらに高画質な画像を得ることがで
きる。

【００６８】また、本実施例の場合、十字の星型スリッ
ト３０が形成されたアパーチャ１１ａをアパーチャ部１
１に用いているので、主走査方向と副走査方向の両方に
ついてレーザビームに回折を生じさせることができ、主
走査方向と副走査方向の両方について、画像のエッジの
鮮鋭度を向上させるのに十分な効果を得ることができ
る。しかも、十字の星型スリット３０は加工が簡単であ
るという利点も備えている。

【００６９】また、前記アパーチャ部１１に、１ライン
形のスリット３１・３２が形成されたアパーチャ１１ｂ
・１１ｃを用いることにより、主走査方向と副走査方向
について選択的にレーザビームに回折を生じさせること
ができ、主走査方向と副走査方向のどちらか一方のみの
画像のエッジの鮮鋭度を向上させることもできる。

【００７０】尚、上記実施例においては、レーザプリン
タを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、上記走査光学系２０を、レーザデジタル複
写機、レーザＦＡＸ等、さらには、レーザ熱転写型印刷
装置等にも搭載可能である。

【００７１】図１８（ａ)(ｂ）に、半導体レーザ２のレ
ーザ出力、及び走査速度が、装置に見合ったものに変更
された点以外、上記の走査光学系２０と同様の構成を有
した走査光学系２０’を備えたレーザ熱転写型印刷装置
の展開図を示す。レーザ熱転写型印刷装置については、
走査光学系２０’以外は、前述の実施例２のレーザ熱転
写型印刷装置と同様の構成を有しているので、ここでは
その説明を省略する。

【００７２】ところで、上記実施例では、レーザビーム
の集光位置を破線Ｈ₁にて示す、感光体ドラム８、或い
はインクフィルム１５の表面としていたが、これを、デ
フォーカスの集光位置Ｈ₂とした構成も考えられ、そう
することにより、さらに斜線部のジャギーの強調を防止
して、画質を高めることができる。次の実施例４に、レ
ーザビームの集光位置をデフォーカスの集光位置Ｈ₂と
したレーザプリンタの実施例を説明する。

【００７３】〔実施例４〕本発明の他の実施例を図１９
ないし図２２に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同
一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その
説明を省略する。

【００７４】本実施例のレーザプリンタでは、レーザビ
ームの集光位置を、デフォーカスの集光位置Ｈ₂とする
ために、図１９（ａ)(ｂ）に示すように、走査光学系２
０におけるｆθレンズ部５のｆθレンズ５ｂ及びシリン
ドリカルレンズ７の位置から感光体ドラム８までの距離
が長く設定されている。

【００７５】一般に、ガウシアン分布のレーザビームの
焦点距離は、前述したように集光レンズの焦点距離ｆ₀
で決まり、その焦点位置でのレーザビームはビーム径が
最も小さくなりビームウェストと呼ばれている。このと
き、焦点深度ｄは、光波長λと集光レンズへの入射光の
直径ａによって、ｄ＝（２λ／π）・（ｆ／ａ）２で求めることができ、この焦点深度ｄの範囲内ではピー
クの光強度は変化するがガウシアン分布の光強度分布を
維持することができる。そして、被照射面をこの焦点深
度ｄの範囲を越えたところに位置させた場合にはレーザ
ビームのスポットの光強度分布はガウシアン分布を維持
せず、デフォーカス状態で集光させたこととなる。

【００７６】尚、実際の走査光学系での、焦点距離及び
焦点深度は、前述したように集光レンズの他に、ｆθレ
ンズ部に配されるｆθレンズへの入射ビーム径と焦点距
離ｆ₁と、シリンドリカルレンズへの入射ビーム径と焦
点距離ｆ₂の因子を加えて求めることとなる。

【００７７】本実施例におけるデフォーカス状態で集光
させるということは、一般的な意味での焦点深度をはず
れた位置に集光させるということを含んでいるが、本実
施例のようにアパーチャ１１ａの回折現象によりレーザ
ビームが複数のビームに分割されているので焦点深度が
分割されたビーム毎に異なっており、厳密には一般的な
意味でのデフォーカス状態で集光させることとは異なっ
ている。ここでは、分割された光ビームが最も小さい範
囲で集光する位置を焦点位置として、その前後に被照射
面、即ち感光体ドラム８表面を位置させることをデフォ
ーカス状態で集光させると言っている。

【００７８】図２０に、感光体ドラム８の表面を集光位
置Ｈ₁より遠方に位置させることにより走査光学系２０
から出射されるレーザビームをデフォーカス状態にした
ときの、光強度分布Ｄを示す。図中、破線にて、前記の
実施例３における集光位置をＨ₁としたときの走査光学
系２０から出射されるレーザビームのスポットの光強度
分布Ｃを、一点鎖線にて、従来の走査光学系から出射さ
れる光強度分布Ｚをそれぞれ示している。この図から、
レーザビームのスポットをデフォーカス状態にしたレー
ザビームのスポットの光強度分布Ｄは、従来のレーザビ
ームのスポットの光強度分布Ｚに比べて立ち上がりが鋭
くなっており、かつ、前記の実施例３のレーザビームの
スポットの光強度分布Ｃに比べてスポット径が大きくな
っていることわかる。

【００７９】図２１に、感光体ドラム８の表面を集光位
置Ｈ₁より遠方に位置させることにより、デフォーカス
状態にしたレーザビームのスポットＬ_sを、感光体ドラ
ム８上における位置Ｐ_aから位置Ｐ_b（図５参照）まで
主走査方向に走査させたときに得られる、走査中心の断
面における光エネルギー分布Ｆを示す。図中、一点鎖線
にて、アパーチャ１１ａが配されていない従来の走査光
学系から出射されるレーザビームを同様に走査させたと
きに得られる光エネルギー分布Ｙを示す。

【００８０】この図から明らかなように、感光体ドラム
８の表面を集光位置Ｈ₁より遠方に位置させることによ
り走査光学系２０から出射されるレーザビームをデフォ
ーカス状態にした場合のレーザビームの光エネルギー分
布Ｆにおける、現像電位に対応する閾値Ｙ₁付近の立ち
上がりの鋭さは、通常のスポット径を有する従来の走査
光学系から出射されるレーザビームの光エネルギー分布
Ｙの閾値Ｙ₁付近の立ち上がりの鋭さに比べて格段に鋭
くなっており、Ｆ₂・Ｆ₃の広がりが小さくなっている
ことがわかる。このことは、即ち、光エネルギー分布Ｆ
に比例する感光体ドラム８における表面電位分布の現像
電位付近の立ち上がりが鋭くなっていることを意味し、
これにより、画像のエッジの鮮鋭度を高め、エッジボケ
のない高画質画像を得ることができる。

【００８１】しかも、デフォーカス状態で集光させた場
合のレーザビームのスポット径は、前記の実施例３にお
ける集光位置Ｈ₁に集光させた場合のレーザビームのス
ポット径に比べて大きくなるので、これにより、焦点距
離を調整するだけの簡単な構成を付加するだけで、前記
の実施例３の構成よりもさらにジャギーの強調を防ぐこ
とができる。

【００８２】尚、上記実施例においては、レーザプリン
タを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、レーザデジタル複写機、レーザＦＡＸ等、
さらには、レーザ熱転写型印刷装置等にも上記構成を採
用することは可能であり、図２２（ａ)(ｂ）に、インク
フィルム１５の表面を集光位置Ｈ₁より遠方に位置させ
ることによりレーザビームのスポットをデフォーカス状
態にした、レーザ熱転写型印刷装置の展開図を示す。レ
ーザ熱転写型印刷装置の構成については、前述の実施例
２の装置と同様の構成を有し、また走査光学系２０’は
前記の実施例３の構成と同じ構成を有しているので、こ
こではその説明を省略する。

【００８３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の画像形成装置
は、以上のように、上記走査光学系に、光ビーム発生手
段から出射された光ビームの光強度分布の立ち上がりが
鋭くなるように変化させる光強度分布変更手段が設けら
れている構成である。

【００８４】これによれば、走査光学系に設けられた光
強度分布変更手段により、光ビーム発生手段から出射さ
れた光ビームは、光強度分布の立ち上がりが鋭くなるよ
うに変化されるので、このような光強度分布を有する光
ビームを主走査方向に移動させた際の被照射面（例えば
感光体表面、或いはインクフィルム表面）が受ける光エ
ネルギー分布は、閾値に近い部分が鋭く立ち上がるよう
になる。したがって、このような光エネルギー分布に対
応して、感光体を用いる画像形成装置では、感光体表面
上に形成される表面電位分布の閾値付近が鋭く立ち上が
ったエッジの鋭い分布となり、また、光ビームを用いた
熱溶融転写型の画像形成装置では、インクフィルム表面
上に形成される熱温度分布の閾値付近が鋭く立ち上がっ
たエッジの鋭い分布となる。これにより、感光体を用い
る画像形成装置や、熱溶融転写型の画像形成装置におい
て、画像のエッジの鮮鋭度を向上させて、エッジボケの
ない高画質画像を得ることができるという効果を奏す
る。

【００８５】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
以上のように、請求項１記載の画像形成装置において、
上記光強度分布変更手段が、光ビームの主走査方向のス
ポット径を所定の大きさに縮小することで、光強度分布
を変化させるようになっている構成である。

【００８６】これによれば、上記の光強度分布変更手段
が、光ビームの主走査方向のスポット径を所定の大きさ
に縮小することで、光強度分布を変化させるようになっ
ている。光ビームの主走査方向のスポット径を絞り込ん
でいくと、段々とそのスポットの走査中心における光強
度分布は鋭いピークを示す細長い形状となっていき、立
ち上がりが鋭くなる。このように光ビームの主走査方向
のスポット径を所定の大きさに縮小するものとしては、
例えば走査光学系に配されている光ビームを主走査方向
に関して補正するｆθレンズの焦点距離を通常の焦点距
離よりも短く設定することで、特別な部材を設けずとも
成し得、これにより、ｆθレンズを交換するだけで、従
来からある画像形成装置に簡単に搭載し、上記請求項１
の構成にて得られる効果を得ることができるという効果
を奏する。

【００８７】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
以上のように、請求項１記載の画像形成装置において、
上記光強度分布変更手段が、光ビームを回折することで
光強度分布を変化させるようになっている構成である。

【００８８】これによれば、光強度分布変更手段が、光
ビームを回折することで光強度分布を変化させるように
なっている。光ビームを回折すると、光ビームのスポッ
トの光強度分布は、複数のピークを持った非ガウシアン
分布を示し、立ち上がりが鋭くなる。このように光ビー
ムを回折することで光強度分布を変化させるものとして
は、例えば走査光学系において、光ビームの光路中にア
パーチャを配設することで成し得、これによれば、請求
項２記載の主走査方向のスポット径を絞り込んで画像の
エッジの鮮鋭度を高めたものと比較し、光ビームのスポ
ット径を直接変えることなく光強度分布の立ち上がりを
鋭くできるので、画像のエッジの鮮鋭度を高めつつ、か
つ、画像の斜線部のジャギーの強調を防止することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、主走査方向の
スポット径が約１／３に絞り込まれた光ビームのスポッ
トの中心水平断面の光強度分布Ａと、通常のスポット径
を有する光ビームのスポットの中心水平断面の光強度分
布Ｚとを示すグラフである。

【図２】レーザプリンタに備えられた走査光学系の構成
を示す斜視図である。

【図３】上記レーザプリンタに備えられた走査光学系を
示すもので、（ａ）は走査光学系における光ビームの光
路を側面から見た展開図、（ｂ）は上面から見た展開図
である。

【図４】主走査方向のスポット径が約１／３に絞り込ま
れた光ビームのスポットにて、被照射面を位置Ｐ_aから
位置Ｐ_bまで主走査方向に走査したときの走査中心断面
の光エネルギー分布Ｂと、通常のスポット径を有する光
ビームのスポットにて、同様に位置Ｐ_aから位置Ｐ_bま
で走査したときの走査中心断面の光エネルギー分布Ｙと
を示すグラフである。

【図５】光ビームのスポットが、感光体ドラムの表面上
を位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に走査すること
を説明する説明図である。

【図６】光ビームのスポットが被照射面上を走査したと
きの被照射面上の光エネルギー分布を示す説明図であ
り、（ａ）はスポット径が約１／３に絞り込まれた光ビ
ームのスポットにて走査したときもの、（ｂ）は、通常
のスポット径を有する光ビームのスポットにて走査した
ときのものをそれぞれ示す。

【図７】光ビームのスポットを走査して、副走査方向に
３ライン分の斜線画像を描いたときに被照射面上の光エ
ネルギー分布を示す説明図であり、（ａ）はスポット径
が約１／３に絞り込まれた光ビームのスポットにて描い
たときもの、（ｂ）は、通常のスポット径を有する光ビ
ームのスポットにて描いたときのものをそれぞれ示す。

【図８】本発明の他の実施例を示すもので、レーザ熱転
写型印刷装置に備えられた走査光学系の構成を示す斜視
図である。

【図９】上記レーザ熱転写型印刷装置に備えられた走査
光学系を示すもので、（ａ）は走査光学系における光ビ
ームの光路を側面から見た展開図、（ｂ）は上面から見
た展開図である。

【図１０】レーザ熱溶融転写の原理を説明するもので、
上記レーザ熱転写型印刷装置の要部断面図である。

【図１１】光ビームのスポットが、インクフィルムの表
面上を位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に走査する
ことを説明する説明図である。

【図１２】本発明の他の実施例を示すもので、レーザプ
リンタに備えられた走査光学系の構成を示す斜視図であ
る。

【図１３】上記レーザプリンタに備えられた走査光学系
を示すもので、（ａ）は走査光学系における光ビームの
光路を側面から見た展開図、（ｂ）は上面から見た展開
図である。

【図１４】上記走査光学系のアパーチャ部に配されるア
パーチャのスリットの種類とその回折現象を説明する説
明図であり、（ａ）は星型スリットが形成されたアパー
チャ、（ｂ）は主走査方向に１ライン形の横線スリット
３１が形成されたアパーチャ、（ｃ）は副走査方向に１
ライン形の縦線スリット３２が形成されたアパーチャ、
（ｄ）は（ａ）に示すアパーチャにて回折されたスポッ
トの形状、（ｅ）は（ｂ）に示すアパーチャにて回折さ
れたスポットの形状、（ｆ）は（ｃ）に示すアパーチャ
にて回折されたスポットの形状をそれぞれ示す。

【図１５】アパーチャの配置を示す説明図である。

【図１６】アパーチャを配した場合の光ビームのスポッ
トの中心水平断面の光強度分布Ｃと、アパーチャを配さ
なかった場合の光ビームのスポットの中心水平断面の光
強度分布Ｚとを示すグラフである。

【図１７】アパーチャを配した光ビームのスポットに
て、被照射面を位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に
走査したときの走査中心断面の光エネルギー分布Ｅと、
アパーチャを配さなかった光ビームのスポットにて、同
様に位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで走査したときの走査中心
断面の光エネルギー分布Ｙとを示すグラフである。

【図１８】本発明の他の実施例を示すもので、レーザ熱
転写型印刷装置に備えられた走査光学系を示し、（ａ）
は走査光学系における光ビームの光路を側面から見た展
開図、（ｂ）は上面から見た展開図である。

【図１９】本発明の他の実施例を示すもので、レーザプ
リンタに備えられた走査光学系を示し、（ａ）は走査光
学系における光ビームの光路を側面から見た展開図、
（ｂ）は上面から見た展開図である。

【図２０】アパーチャを配し、かつスポットの集光位置
をデフォーカス状態とした場合の光ビームのスポットの
中心水平断面の光強度分布Ｄと、アパーチャを配し、集
光位置を感光体ドラムの表面とした場合の光ビームのス
ポットの中心水平断面の光強度分布Ｃと、アパーチャを
配さなかった場合の光ビームのスポットの中心水平断面
の光強度分布Ｚとを示すグラフである。

【図２１】アパーチャを配し、かつスポットの集光位置
をデフォーカス状態とした場合の光ビームのスポットに
て、被照射面を位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に
走査したときの走査中心断面の光エネルギー分布Ｆと、
アパーチャを配さなかった光ビームのスポットにて、同
様に位置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで走査したときの走査中心
断面の光エネルギー分布Ｙとを示すグラフである。

【図２２】本発明の他の実施例を示すもので、レーザプ
リンタに備えられた走査光学系を示し、（ａ）は走査光
学系における光ビームの光路を側面から見た展開図、
（ｂ）は上面から見た展開図である。

【図２３】従来の画像形成装置を示すもので、通常のス
ポット径を有する光ビームのスポットの中心水平断面の
光強度分布Ｚを示すグラフである。

【図２４】通常のスポット径を有する光ビームのスポッ
トにて、被照射面（感光体或いはインクフィルム）を位
置Ｐ_aから位置Ｐ_bまで主走査方向に走査したときの走
査中心断面の光エネルギー分布Ｙを示すグラフである。

【図２５】通常のスポット径を有する光ビームのスポッ
トにて、感光体ドラムの表面を位置Ｐ_aから位置Ｐ_bま
で主走査方向に走査したときの走査中心断面の表面電位
分布を示すグラフである。

【図２６】通常のスポット径を有する光ビームのスポッ
トにて、インクフィルムの表面を位置Ｐ_aから位置Ｐ_b
まで主走査方向に走査したときの走査中心断面の表面電
位分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１走査光学系１’ 走査光学系２半導体レーザ（光ビーム発生手段）３集光レンズ４ポリゴン回転ミラー５ｆθレンズ部５ａｆθレンズ（光強度分布変更手段）５ｂｆθレンズ６反射ミラー７シリンドリカルレンズ８感光体ドラム１１アパーチャ部（光強度分布変更手段）１１ａアパーチャ１１ｂアパーチャ１１ｃアパーチャ１３上ローラ１４下ローラ１５インクフィルム１５ａベース層１５ｂインク層２０走査光学系２０’ 走査光学系Ａ光強度分布Ｂ光エネルギー分布Ｃ光強度分布Ｄ光強度分布Ｅ光エネルギー分布Ｆ光エネルギー分布Ｙ₁ 閾値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビーム発生手段を有する走査光学系から
出射された光ビームにて被照射面を走査し、被照射面が
得た光エネルギーが閾値以上となっている部分を画像と
して形成する画像形成装置において、上記走査光学系に、光ビーム発生手段から出射された光
ビームの光強度分布の立ち上がりが鋭くなるように変化
させる光強度分布変更手段が設けられていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】上記光強度分布変更手段が、光ビームの主
走査方向のスポット径を所定の大きさに縮小すること
で、光強度分布を変化させるようになっていることを特
徴とする上記請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記光強度分布変更手段が、光ビームを回
折することで光強度分布を変化させるようになっている
ことを特徴とする上記請求項１記載の画像形成装置。