JPH09222575A

JPH09222575A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09222575A
Application number: JP2966196A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ide; 敦井出; Hideo Yamasa; 英男山佐; Yoichi Yamamoto; 洋一山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】光学変調器としてグレイティングライトバル
ブ素子列を用いると、各グレイティングライトバルブ素
子のマイクロブリッジの表面状態により変調光量、つま
り露光光量がばらつき、均一な濃度の画像が得られな
い。【解決手段】光学ユニット１５の投影光の集光する第
１ポイントＡに、各グレイティングライトバルブ（ＧＬ
Ｖ）素子からの変調光量を検出する光パワーメータ３２
を、ハーフミラー３１と共に配する。そして、光パワー
メータ３２にて個々のＧＬＶ素子からの変調光を検出さ
せ、制御部１９がその検出結果から基準光量となる点灯
時間を演算し、個々のＧＬＶ素子毎にその点灯時間を記
憶しておく。印字時、制御部１９は、各ＧＬＶ素子をそ
れぞれに応じた点灯時間で点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光プリンタ、複写機
等の画像形成装置に関し、より詳細には光学変調器を用
いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、電子写真方式を用いたレーザプリ
ンタで代表される光プリンタは、パソコンやネットワー
クのプリンタとして広く使われ、デジタルコピー・プリ
ンタやカラーコピー・プリンタとして幅広く使用されて
いる。文字や画像を形成する画素単位が、光パワーのオ
ン−オフ制御で書き込まれ描画制御されていることか
ら、光プリンタと呼ばれる。光パワーのオン−オフ制御
は、レーザダイオードやＬＥＤ（発光ダイオード）アレ
ーが一般に用いられている。

【０００３】レーザプリンタの書き込み光学系は、レー
ザダイオードとポリゴンスキャナの組み合わせで構成さ
れ、解像度６００ＤＰＩ（ＤｏｔＰｅｒＩｎｃ
ｈ）、Ａ４／Ｌｅｔｔｅｒサイズで４０ＰＰＭ（Ｐａｇ
ｅＰｅｒＭｉｎｕｔｅｓ）程度までの低／中速機に
広く用いられている。

【０００４】しかしながら、最近の高速化及び中間調を
用いた高画質印刷の要求に対して、レーザスイッチング
スピードの限界や高速回転ポリゴンスキャナ技術の限界
が問題となっている。尚、ＬＥＤアレーを用いた書き込
み光学系は、並列露光のため高速性が見込めるが、個々
のＬＥＤ発光輝度の一様性に問題がある。

【０００５】ところが最近、上記問題を解決できる可能
性のある新たな光学変調器がディスプレイ用として発表
された（Ｕ．Ｓ．ＰａｔｅｎｔＮｏ．５，３１１，３
６０、及びＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＳｅｎｓｏｒｓ
ａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＷｏｒｋｓｈｏｐ，Ｈｉｌ
ｔｏｎＨｅａｄＩｓｌａｎｄ，ＳＣ，Ｊｕｎｅ１３
−１６，１９９４）。

【０００６】これは、グレイティングライトバルブ（Ｇ
ｒａｔｉｎｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ：以下、ＧＬＶ
と略す）素子と称されるもので、光の回折を利用したマ
イクロマシン位相回折格子である。このＧＬＶ素子を利
用すると、光のオン−オフ制御を電気的にコントロール
することができ、従来の回転ポリゴンスキャナに代わっ
てデジタルの光学変調器として使用できる。

【０００７】ここで、ＧＬＶ素子の構成及び動作原理
を、本発明の説明図である図３ないし図５を参照して説
明する。図３はＧＬＶ素子１個の斜視図であり、図４、
図５はその動作原理図である。

【０００８】図３に示すように、ＧＬＶ素子は、基盤２
１の上に、枠２４と一体で成形されたマイクロブリッジ
２２が、枠２４と基盤２１との間にスペーサ２３を介し
て配設された構成を有しており、基盤２１の上面とマイ
クロブリッジ２２との間には、スペーサ２３の厚みと同
じ空隙が形成され、両者は非接触となっている。スペー
サ２３で定まる空隙の厚み、及びマイクロブリッジ２２
の厚みは、何れも使用される光源の波長で予め決定さ
れ、使用する光源の発光波長をλｎｍとすると、それぞ
れλ／４ｎｍに形成される。このようなＧＬＶ素子は、
微細半導体製造技術で作製できる（作製方法については
前述の文献に詳細が述べられている）。

【０００９】ＧＬＶ素子の動作は、マイクロブリッジ２
２と基盤２１との間に印加する電圧のオン−オフで制御
され、図４（ａ）に、オフ制御（消灯）時のＧＬＶ素子
のｘ断面を、同図（ｂ）にそのｙ断面を示し、また、図
５（ａ）には、オン制御（点灯）時のＧＬＶ素子のｘ断
面を、同図（ｂ）にはそのｙ断面を示す。

【００１０】図４（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬＶ素子
の消灯時、マイクロブリッジ２２は基盤２１からλ／４
ｎｍ離間した位置関係を維持しており、この状態で光が
入射すると、マイクロブリッジ２２及び基盤２１にて反
射された各反射光の全光路差は入射光の波長に等しく、
回折格子平面鏡として光を反射する。

【００１１】一方、図５（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬ
Ｖ素子の点灯時、マイクロブリッジ２２は基盤２１側へ
と静電力で引き下げられており、この状態で光が入射す
ると、マイクロブリッジ２２及び基盤２１にて反射され
た各反射光の全光路差は半波長（λ／２）となり、各反
射光は干渉して打ち消し合い回折を引き起こす。

【００１２】また、このような機械的動作を実現するた
めの条件として、マイクロブリッジ２２の長手方向の寸
法や引っ張り応力等が、動作速度や復元性等を考慮して
決められる。上記文献によると、図３に示すマイクロブ
リッジ２２における長手方向の回折有効領域の寸法であ
るｙ０が２０μｍのときにレスポンス２０ｎｓｅｃが得
られる。但し、この時のＧＬＶ素子１個の大きさは、枠
２４まで含めると約２５μｍになる。また、マイクロブ
リッジ２２の長手方向と直交する方向の寸法、つまりマ
イクロブリッジ２２の幅ｘ０は、光の波長、入射角、回
折角によって後述の式（１）にて決定され、通常は0.５
〜２μｍである。

【００１３】次に、光の波長、入射角、回折角の関係
を、図１２を用いて光学系まで含めた全体の構成で説明
する。半導体レーザユニット２６の光をコリメートレン
ズ２７で平行光にし、ＧＬＶ光学変調器２８に入射角θ
_iで入射させる。ＧＬＶ光学変調器２８には、上記した
ＧＬＶ素子が複数、感光体ドラム５の幅方向に対応して
列状に配されてなるＧＬＶ素子列２８ａが設けられてお
り、ＧＬＶ素子列２８ａのＧＬＶ素子が点灯状態なら、
入射した光は、回折角θ_dで出ていき、スリット２９と
プロジェクションレンズ３０を通って感光体ドラム５上
に光が当たる。このとき、光の波長をλｎｍとすると以
下の関係式が成り立つ。

【００１４】ｓｉｎθ_i−ｓｉｎθ_d＝λ／ｒ …（１）ここでｒ（ｎｍ）は、マイクロブリッジ２２の幅ｘ０で
あり、かつマイクロブリッジ２２同士の間隔に等しい。
図１２では、回折角θ_dが０°に成るように入射角θ_i
を選んでいる。

【００１５】一方、ＧＬＶ素子列２８ａのＧＬＶ素子が
消灯状態なら、入射した光は、入射角と同じθ_iで出て
いくため、スリット２９を通過できず感光体ドラム５に
は到達しない。

【００１６】このようにして、感光体ドラム５上の各画
素単位に１：１で対応したＧＬＶ素子列２８ａの各ＧＬ
Ｖ素子を電気的にオン−オフ制御（点灯−消灯）するこ
とによって、従来の回転ポリゴンスキャナに代わって光
を高速で変調することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示されたＧＬＶ素子においては、光プリンタの書き込
み装置として応用した場合について充分な検討が成され
ていないので、光プリンタの書き込み装置として応用す
ると、幾つかの不具合を伴う。

【００１８】ＧＬＶ素子は、前述の従来の技術の項で説
明したように静電気力によりマイクロブリッジ２２がλ
／４だけ可動し光を変調している。マイクロブリッジ２
２自身にフレキシブル性を持たせるために、その構造は
厚さ１３２５Åのシリコン窒化物のベース部分に４００
Åの厚みのアルミニュウムを蒸着させ、トップ電極と光
の反射板を形成している。

【００１９】入射角θｉで入射された光はマイクロブリ
ッジ２２がＯＮの時、回折角θｄで反射されるが、この
時の反射効率はマイクロブリッジ２２の表面状態によっ
てばらつく。即ちマイクロブリッジ２２の表面精度が良
ければ反射効率は高いが、表面精度が悪ければ乱反射等
により反射効率は低くなる。Ａ４／Ｌｅｔｔｅｒサイズ
で解像度６００ＤＰＩ（ＤｏｔＰｅｒＩｎｃｈ）の
光プリンタを想定した場合、５１００個のＧＬＶ素子が
必要で、そのすべてのＧＬＶ素子の反射効率を同一にす
ることは困難である。その結果、個々のＧＬＶ素子から
の変調光の光量、即ち、露光光量にはばらつきが発生
し、ひいては、印字サンプルに濃度むらが発生する。

【００２０】

【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、光源か
らの照射光を光学変調器にて変調して像担持体上に投影
し該像担持体表面を露光する書き込み光学系を備えた画
像形成装置において、上記光学変調器が、複数のグレイ
ティングライトバルブ素子が配列されてなるグレイティ
ングライトバルブ素子列から構成され、かつ、各グレイ
ティングライトバルブ素子からの変調光量を検出する光
量検出手段と、該光量検出手段の検出結果に基づいて各
グレイティングライトバルブ素子の点灯時間を調整する
点灯時間調整手段とを備えたことを特徴としている。

【００２１】これによれば、光量検出手段が、多数個あ
るグレイティングライトバルブ素子からの個別の変調光
量を測定し、点灯時間調整手段が、この光量検出手段の
検出結果に基づいて各グレイティングライトバルブ素子
の点灯時間を調整するようになっている。したがって、
マイクロブリッジの表面状態によってたとえ個々のグレ
イティングライトバルブ素子毎に変調光量がばらついた
としても、個々の変調光量に応じて点灯時間を調整する
ことで、均一な濃度で画像形成を行うことが可能とな
る。

【００２２】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記光量検出手段が、前記書
き込み光学系における変調光の集光部の光量を検出する
ことを特徴としている。

【００２３】これによれば、光量検出手段が、書き込み
光学系における変調光の集光部の光量を検出するように
設けられているので、１つの光量検出手段で、しかも受
光面の小さな光量検出手段で、全グレイティングライト
バルブ素子の変調光量を検出できる。

【００２４】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
請求項２の構成において、前記書き込み光学系における
変調光の集光部に、反射光を像担持体へ投影する一方、
透過光を上記光量検出手段へ投影するハーフミラーを備
えたことを特徴としている。

【００２５】これによれば、変調光の集光部に設けられ
たハーフミラーが照射された変調光の反射光を像担持体
へ、その透過光を光量検出手段へと分岐して投影するの
で、光量検出手段自身が像担持体への変調光の投影を妨
げることはない。

【００２６】本発明の請求項４記載の画像形成装置は、
請求項２の構成において、前記光量検出手段を、前記書
き込み光学系における変調光の集光部である第１位置と
集光部から離れた第２位置とに移動させる移動手段を備
えたことを特徴としている。

【００２７】これによれば、移動手段が、光量検出手段
を集光部である第１位置と、集光部から離れた第２位置
とに選択的に移動させるので、請求項３記載の構成のよ
うに、ハーフミラーを集光部に配設することなく、光量
検出手段自身が像担持体への変調光の投影を妨げない構
成とできる。そしてこの場合、グレイティングライトバ
ルブ素子からの変調光を直接像担持体へ投影することが
できるので、ハーフミラーを用いた構成のように反射時
に変調光量が減少することがない。

【００２８】本発明の請求項５記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記点灯時間調整手段が、各
グレイティングライトバルブ素子の点灯時間を一定にし
て得られた前記光量検出手段の検出結果に基づいて各グ
レイティングライトバルブ素子の基準光量となる点灯時
間を演算し、演算値に基づいて点灯時間を調整すること
を特徴としている。

【００２９】これによれば、点灯時間調整手段は、各グ
レイティングライトバルブ素子の点灯時間を一定にして
得られた光量検出手段の検出結果を基に、基準光量で露
光を行うのに必要な点灯時間を演算し、その演算値を基
に点灯時間の調整を行うので、全てのグレイティングラ
イトバルブ素子からの変調光量の測定が一定時間で行な
え、制御ブロックの進行に支障を来すこと無く、決まっ
た時間で次の制御に移行できる。

【００３０】本発明の請求項６記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記点灯時間調整手段が、前
記光量検出手段の検出結果が予め定めた基準光量となる
まで各グレイティングライトバルブ素子の点灯状態を継
続して求めた基準光量となるまでの所要時間に基づいて
点灯時間を調整することを特徴としている。

【００３１】これによれば、点灯時間調整手段は、光量
の検出結果が基準光量となる時間まで各グレイティング
ライトバルブ素子の点灯状態を継続して求めた所要時間
を基にして点灯時間の調整を行うので、請求項５の構成
のように、改めて基準光量で露光を行うのに必要な各グ
レイティングライトバルブ素子の点灯時間を演算する必
要が無い。

【００３２】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１な
いし図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００３３】まず始めに、本実施の形態の画像形成装置
である光プリンタの全体構成を図２を用いて説明する。
図に示すように、本光プリンタは、本体側面にシート状
の複数の記録紙を挿入するための給紙トレー２を備えて
おり、この給紙トレー２の下端部には、画像形成に伴い
光プリンタ内部に記録紙を順次給紙するための給紙ロー
ラ３が設けられている。また、この給紙ローラ３の下流
側には、入紙端側に記録紙の先端を検知してＯＮとなる
ＰＳセンサ１４が配されると共に、中程に搬送されてく
る記録紙を一旦停止させる上下一対で構成されたＰＳロ
ーラ１３が設けられた用紙搬送路４がほぼ水平に配設さ
れている。

【００３４】また、この用紙搬送路４の出紙端側には、
静電潜像を形成する感光体ドラム（像担持体）５を有す
るドラムカートリッジ６と転写ローラ７とが配設されて
おり、この転写ローラ７のさらに下流側には、定着ロー
ラ９を有する定着ユニット１０と、記録紙上に形成され
たトナー像を固定化し、本体の前カバー上に設けられた
排紙トレー１１に画像形成された記録紙を排出するＵタ
ーンガイド１２とが順に設けられている。

【００３５】一方、上記ドラムカートリッジ６の右側方
には、感光体ドラム５の表面にトナーを供給する現像装
置８が設けられ、現像装置８の上方には、感光体ドラム
５に光を照射するための光学ユニット（書き込み光学
系）１５が設けられている。尚、光学ユニット１５の詳
細については後述する。

【００３６】また、本光プリンタには、ＲＡＭ（Random
Access Memory) 、ＲＯＭ（Read Only Memory) 、及び
ＣＰＵ（Central Processing Unit)等から構成された、
上述した光プリンタの各構成部材の駆動を制御する制御
部１９が備えられており、この制御部１９が、本発明の
点灯時間調整手段としての機能も有している。

【００３７】上記構成の光プリンタにおいて、パソコン
等の外部装置からの印字命令の信号が光プリンタ本体の
制御部１９に入力されると、それに基づき光プリンタの
動作が開始され、光学ユニット１５から画像データに対
応した図中一点鎖線で示す出射光１７が、事前に帯電さ
れた感光体ドラム５の表面に照射される。出射光１７が
照射されることで、感光体ドラム５の表面が露光され、
感光体ドラム５の表面に静電潜像（投影像）が形成され
る。この静電潜像は、現像装置８から供給されるトナー
が感光体ドラム５に付着することで現像されて可視像と
なり、この可視像が感光体ドラム５の回転に伴って、感
光体ドラム５と転写ローラ７の当接部に向かって送られ
る。

【００３８】一方、この時、上記給紙トレー２からは給
紙ローラ３によって記録紙が供給され、この記録紙は用
紙搬送路４に沿って搬送され、ＰＳセンサ１４をＯＮ
し、停止しているＰＳローラ１３へ送られる。その後Ｐ
Ｓセンサ１４のＯＮ信号を基準に、制御部１９で制御さ
れた半導体レーザユニット２６の発光タイミングに対応
してＰＳローラ１３が回転し、記録紙は上記感光体ドラ
ム５と転写ローラ７との当接部である転写領域に搬送さ
れる。そして、この領域を記録紙が通過する際に、感光
体ドラム５の表面に形成されている可視像がその電荷と
記録紙表面の電荷との電位差によって記録紙に転写され
る。

【００３９】その後、記録紙は定着ローラ９を有する定
着ユニット１０へと送られ、定着ユニット１０では加熱
及び加圧が行われ、記録紙上のトナーは定着ローラ９の
熱と圧力によって記録紙に融着される。そして、定着ユ
ニット１０から送り出された記録紙はＵターンガイド１
２に沿って本体の上方へと案内され、本体を覆う前カバ
ー上に排出される。

【００４０】次に、上記の光学ユニット１５について説
明する。光学ユニット１５には、図１に示すように、単
色光を発光する半導体レーザを内蔵した半導体レーザユ
ニット（光源）２６、半導体レーザユニット２６から照
射された光を平行光にするコリメートレンズ２７、コリ
メートレンズ２７から照射された光を変調し、スリット
２９を介してプロジェクションレンズ３０へ照射するＧ
ＬＶ光学変調器（光学変調器）２８、照射された光を感
光体ドラム５へ投影するプロジェクションレンズ３０が
備えられている。

【００４１】上記ＧＬＶ光学変調器２８には、感光体ド
ラム５上の各画素単位に１：１で対応する複数のＧＬＶ
素子からなるＧＬＶ素子列２８ａが形成されている。こ
こで、上記ＧＬＶ素子列２８ａを構成するＧＬＶ素子の
構成及び動作原理を、図３ないし図５を用いて説明す
る。図３は１個のＧＬＶ素子の斜視図であり、図４、図
５はその動作原理図である。図３に示すように、ＧＬＶ
素子は、基盤２１の上に、枠２４と一体で成形されたマ
イクロブリッジ２２が、枠２４と基盤２１との間にスペ
ーサ２３を介して配設された構成を有しており、基盤２
１の上面とマイクロブリッジ２２との間には、スペーサ
２３の厚みと同じ空隙が形成され、両者は非接触となっ
ている。上記スペーサ２３で定まる空隙の厚み、及びマ
イクロブリッジ２２の厚みは、何れも使用される光源の
波長、つまり、ここでは上記の半導体レーザユニット２
６の出射光の波長で予め決定され、発光波長をλｎｍと
すると、それぞれλ／４ｎｍに形成されている。このよ
うなＧＬＶ素子は、微細半導体製造技術で作製できる。

【００４２】ＧＬＶ素子の動作は、マイクロブリッジ２
２と基盤２１との間に印加する電圧のオン−オフで制御
され、図４（ａ）にオフ制御（消灯）時のＧＬＶ素子の
ｘ断面を示し、同図（ｂ）にそのｙ断面を示す。また、
図５（ａ）にはオン制御（点灯）時のＧＬＶ素子のｘ断
面を示し、同図（ｂ）にそのｙ断面を示す。

【００４３】図４（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬＶ素子
の消灯時、マイクロブリッジ２２は基盤２１からλ／４
ｎｍ離間した位置関係を維持しており、この状態で光が
入射すると、マイクロブリッジ２２及び基盤２１にて反
射された各反射光の全光路差は入射光の波長に等しく、
回折格子平面鏡として光を反射する。

【００４４】一方、図５（ａ)(ｂ）に示すように、ＧＬ
Ｖ素子の点灯時、マイクロブリッジ２２は静電力で引き
下げられており、この状態で光が入射すると、マイクロ
ブリッジ２２及び基盤２１にて反射された各反射光の全
光路差は半波長（λ／２）となり、各反射光は干渉して
打ち消し合い回折を引き起こす。

【００４５】上記ＧＬＶ素子列２８ａの感光体ドラム５
に対する位置は、出射光１７が感光体ドラム５の法線方
向となり、且つＧＬＶ素子列２８ａと直交するように
（θ_ｄ＝０°）決められている。また、光源として使用
する半導体レーザが決まると波長λ、マイクロブリッジ
の幅ｒが決まるため、前述の式（１）よりＧＬＶ素子列
２８ａへの光の入射角θ_ｉが決定される。

【００４６】上記構成の光学ユニット１５では、光プリ
ンタの動作時、制御部１９における図示しないコントロ
ーラ部により画像処理された信号に対応して半導体レー
ザユニット２６が発光する。半導体レーザユニット２６
からの出射光１８は、コリメートレンズ２７で平行光と
なり、ＧＬＶ光学変調器２８のＧＬＶ素子列２８ａに入
射角θ_iで入射する。ＧＬＶ素子列２８ａの各ＧＬＶ素
子は、制御部１９により、画像処理された信号に対応し
て点灯−消灯が制御されることで、出射光１８を選択的
にスリット２９を介してプロジェクションレンズ３０に
照射する。ここで、点灯状態のＧＬＶ素子に入射した光
１８は、回折角θ_d、つまり０°で出ていき、スリット
２９を通過してプロジェクションレンズ３０に入射し
（出射光１７）、一方、消灯状態のＧＬＶ素子に入射し
た出射光１８は、入射角と同じ反射角θ_iで出ていき、
スリット２９を通過できず、プロジェクションレンズ３
０には入射されない。こうして、プロジェクションレン
ズ３０に照射された出射光１７は、感光体ドラム５の表
面に結像され、感光体ドラム５の表面を露光することと
なる。

【００４７】ところで、発明が解決しようとする課題の
項においても説明したように、ＧＬＶ素子列２８ａを構
成している複数個のＧＬＶ素子は、各々そのマイクロブ
リッジ２２（図３参照）の表面状態の違いにより光の反
射効率が異なる。

【００４８】図６は、ＧＬＶ素子列２８ａにおける各Ｇ
ＬＶ素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…からの反射光
量のグラフである。感光体ドラム５の表面電位を完全に
落とし、適正な静電潜像を形成するために必要な最低光
量をＰ０とすると、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の各ＧＬＶ素子
は、適正光量以上で変調されているが、Ｓ４、Ｓ５のＧ
ＬＶ素子からの変調光の光量は、最低光量Ｐ０を下回っ
ている。このような状態で印字すると、Ｓ４、Ｓ５のＧ
ＬＶ素子に対応した位置で、露光光量が低下し、濃度低
下が起こることとなる。

【００４９】そこで、本光プリンタでは、図１に示すよ
うに、ＧＬＶ素子列２８ａからの変調光の光量を検出す
る光パワーメータ（光量検出手段）３２を設け、この光
パワーメータ３２による検出結果を基に、制御部１９が
個々のＧＬＶ素子のＯＮ時間（点灯時間）を調整するこ
とで、変調光量のばらつきを補正するようになってい
る。

【００５０】まず、ＧＬＶ素子列２８ａを構成する個々
のＧＬＶ素子の変調光量の検出について説明する。図７
は、前述の図１に示した本光プリンタの光学ユニット１
５の光路図である。図１、図７に示すように、ＧＬＶ素
子列２８ａにより変調された出射光１７は、プロジェク
ションレンズ３０と感光体ドラム５との間の第１ポイン
ト（第１位置）Ａで集光される。本光学ユニット１５で
は、この第１ポイントＡに、ハーフミラー３１が配設さ
れ、その背面に光パワーメータ３２が設けられている。

【００５１】このような構成では、ＧＬＶ素子列２８ａ
からの出射光１７は、ハーフミラー３１により一部は反
射されて感光体ドラム５への入射光１７ａとなり、もう
一部は透過光１７ｂとなり、ハーフミラー３１の裏側へ
と導かれる。この時、出射光１７のハーフミラ３１への
入射角をθ_jとすると、感光体ドラム５への入射光１７
ａの反射角もθ_jとなる。

【００５２】ハーフミラー３１の裏側へ導かれた透過光
１７ｂは、光パワーメータ３２に入光する。これによ
り、光パワーメータ３２が、ＧＬＶ素子列２８ａにより
変調された出射光１７の光量を測定し、測定した光量を
制御部１９へと出力する。

【００５３】この場合、光パワーメータ３２では、出射
光１７が集光する第１ポイントＡの光量を検出するよう
になっているので、一つの光パワーメータで、また、受
光面の小さいパワーメータにて、全てのＧＬＶ素子から
の変調光を受光することができ、パワーメータ３２を設
けることによるコストアップを低く抑え得る。

【００５４】また、第１ポイントＡにハーフミラー３１
を配設し、このハーフミラー３１を利用して出射光１７
を光パワーメータ３２の検出用の光１７ｂと、感光体ド
ラム５への入射光１７ａとに分岐する構成としたので、
感光体ドラム５への露光を妨げることなく、光量を検出
することができる。

【００５５】しかも、光パワーメータ３２をハーフミラ
ー３１の背面に取り付けているので、ハーフミラー３１
を用いた構成において最も光パワーメータ３２の受光面
を小さくでき、かつ、取り付け位置がずれて受光不可能
になるなどの不具合を招来しないものとなっている。

【００５６】次に、このように構成された光学ユニット
１５において、ＧＬＶ素子列２８ａを構成している個々
のＧＬＶ素子からの変調光量の調整方法を説明する。制
御部１９の記憶部に、予め変調光量の検出時間ｔ０（各
ＧＬＶ素子のＯＮ時間）を決めて記憶させておく。そし
て、ＧＬＶ素子列２８ａはＡ４／Ｌｅｔｔｅｒサイズで
解像度６００ＤＰＩの光プリンタを想定した場合、５１
００個のＧＬＶ素子で構成されているが、これを端から
順次、一定時間ｔ０だけＯＮさせ、それぞれのＧＬＶ素
子からの変調光量を光パワーメータ３２により測定して
いく。

【００５７】図８に、図６のグラフに示されている５つ
のＧＬＶ素子Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３・Ｓ４・Ｓ５の変調光量
と変調時間の関係を示す。これから、ＯＮ時間ｔ０で変
調される光量は、ＧＬＶ素子Ｓ１、Ｓ３がＰ０、Ｓ２が
Ｐ１、Ｓ４がＰ２、Ｓ５がＰ３となっていることがわか
る。適正な静電潜像を形成するのに必要な最低光量（基
準光量）をＰ０とすると、ＧＬＶ素子Ｓ１、Ｓ３がＰ０
と同一なのに対し、Ｓ２は光量過多、Ｓ４、Ｓ５が光量
不足となっている。このような状態で、例えば全面黒ベ
タの画像信号を印字した場合、記録紙のＧＬＶ素子Ｓ
４、Ｓ５に対応する部分の濃度が低下することとなる。

【００５８】したがって、同一濃度の印字サンプルを得
るには、ＧＬＶ素子Ｓ４、Ｓ５からの変調光量をＰ０ま
で増やす必要がある。そこで、制御部１９において、光
パワーメータ３２からの検出結果に基づき、各ＧＬＶ素
子のＯＮ時間を計算する。例えばＧＬＶ素子Ｓ４の場
合、ｔ０間の光量がＰ２であるので、“Ｐ２／ｔ０”よ
りＰ０の光量を得るにはＯＮ時間をｔ２にすればよいこ
とは容易に計算できる。同様にしてＧＬＶ素子Ｓ５の場
合はＯＮ時間をｔ３にすればよい。

【００５９】ＧＬＶ素子Ｓ２の場合の光量はＰ１である
ので、黒ベタの画像信号を印字する場合は必要光量以上
の光量を確保できるので問題ないが、各ＧＬＶ素子をパ
ワー変調し、多階調で印字する光プリンタの場合は基準
となる変調光量がＧＬＶ素子Ｓ１、Ｓ３からずれるため
問題となる。したがって、ＧＬＶ素子Ｓ２の場合でも、
“Ｐ１／ｔ０”よりＰ０の光量を得るＯＮ時間はｔ１と
する。

【００６０】制御部１９の記憶部には、以上のような方
法で計算された全てのＧＬＶ素子個々のＯＮ時間が記憶
されている。制御部１９は印字する場合、この記憶部内
のＯＮ時間データに基づいて、個々のＧＬＶ素子のＯＮ
時間を変え、全てのＧＬＶ素子からの変調光量がＰ０と
なるように制御する。又、パワー変調し多階調で印字す
る場合は、個々のＧＬＶ素子からの変調光量がＰ０とな
る時間をそれぞれの基準時間とし、それによりパワー変
調できるようにする。

【００６１】このような方法で制御を行えば、各ＧＬＶ
素子からの変調光量を同一時間で検出できるので、全Ｇ
ＬＶ素子の変調光量の検出が常に一定時間で終了でき、
制御ブロックの進行に支障を来たすことなく、決まった
時間で次の制御に移行することができるといった利点も
備えている。

【００６２】以上のように、本光プリンタでは、各ＧＬ
Ｖ素子からの変調光量を検出する光パワーメータ３２を
備えると共に、この光パワーメータ３２の検出結果を基
にして制御部１９が各ＧＬＶ素子のＯＮ時間を調整する
ようになっている。

【００６３】したがって、ＧＬＶ素子を用いたＧＬＶ光
学変調器２８の場合、最近の高速化及び中間調を用いた
高画質印刷の要求に応えうるものの、個々のＧＬＶ素子
のマイクロブリッジ２２の表面状態のばらつきにより変
調光量がばらつき、均一な濃度で画像形成を行うことが
できないといった課題を解決し、高速化及び中間調を用
いた高画質印刷の要求に応えることができ、かつ、均一
な濃度で画像形成を行うことが可能な光プリンタを実現
できる。

【００６４】〔実施の形態２〕本発明の実施の他の形態
について前述の図１、図２、図６、図７、及び図９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、前述の実施の形態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。

【００６５】本実施の形態の画像形成装置である光プリ
ンタの全体構成は、図２に示した前述の実施の形態１の
光プリンタと同じである。ただ、ＧＬＶ素子列２８ａを
構成している個々のＧＬＶ素子からの変調光量の調整方
法が異なる。つまり、前述の光プリンタでは、ＧＬＶ素
子列２８ａのＧＬＶ素子を順に一定時間で点灯させ、そ
して得られた変調光量を基に制御部１９が基準光量とな
る個々のＧＬＶ素子のＯＮ時間を演算し、そのＯＮ時間
に基づいて各ＧＬＶ素子のＯＮ時間を調整していた。

【００６６】これに対し、本光プリンタでは、基準光量
を決め、光パワーメータ３２を用いて基準光量となるま
での時間を計測し、その求めた時間に基づいて、制御部
１９’が各ＧＬＶ素子のＯＮ時間を調整するようになっ
ている。

【００６７】図９に、図６のグラフに示されている各Ｇ
ＬＶ素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の変調光量と変
調時間の関係を示す。

【００６８】制御部１９の記憶部に、予め適正な静電潜
像を形成するのに必要な最低光量をＰ０（基準値）を決
めて、記憶させておく。そして、ＧＬＶ素子列２８ａの
各ＧＬＶ素子を端から順次ＯＮさせ、各ＧＬＶ素子から
の変調光量を光パワーメータ３２により測定していき、
各ＧＬＶ素子からの変調光量がＰ０になるまでの時間を
検出する。こうして検出された時間を、制御部１９の図
示しない記憶部に記憶させる。制御部１９の記憶部に
は、検出された全てのＧＬＶ素子個々の変調光量がＰ０
になるまでの時間が記憶される。

【００６９】制御部１９は印字する場合、この記憶部内
のＯＮ時間データに基づいて、個々のＧＬＶ素子のＯＮ
時間を変え、全てのＧＬＶ素子からの変調光量がＰ０と
なるように制御する。又、パワー変調し多階調で印字す
る場合は、個々のＧＬＶ素子からの変調光量がＰ０とな
る時間をそれぞれの基準時間とし、それによりパワー変
調できるようにする。

【００７０】図６のグラフに示されている各ＧＬＶ素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の変調光量がＰ０になる
までの時間は、図９から、ＧＬＶ素子Ｓ１、Ｓ３でｔ１
２、Ｓ２でｔ１１、Ｓ４でｔ１３、Ｓ５でｔ１４となっ
ていることがわかる。このような状態で、各ＧＬＶ素子
のＯＮ時間を全て同一として印字すると、変調光量は各
々異なり、図９の場合は、Ｓ２、Ｓ１（＝Ｓ３）、Ｓ
４、Ｓ５の順に変調光量は小さくなり、濃度がばらつく
こととなる。

【００７１】制御部１９は印字する場合、ＧＬＶ素子Ｓ
１、Ｓ３でｔ１２、Ｓ２でｔ１１、Ｓ４でｔ１３、Ｓ５
でｔ１４で各々点灯させる。

【００７２】以上のような制御を行えば、予め光パワー
メータ３２により検出された時間が、そのまま印字時の
各ＧＬＶ素子の変調時間となるので、実施の形態１のよ
うに、各ＧＬＶ素子の基準光量となるまでの時間計算を
省略できるといった利点がある。

【００７３】〔実施の形態３〕本発明の実施の他の形態
について前述の図２、図１０、及び図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、前述
の実施の形態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】本実施の形態の画像形成装置である光プリ
ンタの全体構成は、図２に示した前述の実施の形態１の
光プリンタとほぼ同じであるが、光学ユニット１５’に
おける、光パワーメータ３２の配設方法が異なる。

【００７５】つまり、前述の実施の形態１，２の光プリ
ンタの光学ユニット１５では、ハーフミラー３１を用い
ることで、光パワーメータ３２が感光体ドラム５への投
影光を妨げることのない構成としていた。

【００７６】これに対し、本光プリンタの光学ユニット
１５’では、図１０、およびその光路図である図１１に
示すように、光パワーメータ３２を、ＧＬＶ素子列２８
ａにより変調された出射光１７が集光される第１ポイン
トＡと、この第１ポイントＡから離れたポイント（第２
位置）Ｂとの間を、図示しない移動手段にて移動できる
ような構造としている。

【００７７】このような構成によれば、個々のＧＬＶ素
子からの変調光量の検出時には、制御部１９（１９’）
からの信号により、光パワーメータ３２を第１ポイント
Ａに移動し、全ＧＬＶ素子各々からの変調光量の検出を
行い、光量の検出が終われば、光パワーメータ３２を第
２ポイントＢに移動する。

【００７８】尚、この場合の各ＧＬＶ素子からの変調光
量の検出方法とその後の各ＧＬＶ素子のＯＮ時間の制御
方法は、前述の実施の形態１或いは実施の形態２の光プ
リンタによる方法の何れかを用いればよい。

【００７９】このような移動手段を用いる構成とするこ
とで、ハーフミラー３１を光路の途中に配設し、変調光
を分光する必要がなく、直接感光体ドラム５へＧＬＶ素
子からの変調光を投影することができるといった利点が
ある。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
画像形成装置は、光学変調器が、複数のグレイティング
ライトバルブ素子が配列されてなるグレイティングライ
トバルブ素子列から構成され、かつ、各グレイティング
ライトバルブ素子からの変調光量を検出する光量検出手
段と、該光量検出手段の検出結果に基づいて各グレイテ
ィングライトバルブ素子の点灯時間を調整する点灯時間
調整手段とを備えた構成である。

【００８１】これにより、最近の高速化及び中間調を用
いた高画質印刷の要求に応えうるものの、個々のＧＬＶ
素子のマイクロブリッジ２２の表面状態のばらつきによ
り変調光量がばらつき、均一な濃度で画像形成を行うこ
とができないといった課題を解決し、高速化及び中間調
を用いた高画質印刷の要求に応えることができ、かつ、
マイクロブリッジの表面状態によってたとえ個々のグレ
イティングライトバルブ素子毎に変調光量がばらついた
としても、個々の変調光量に応じて点灯時間を調整し
て、均一な濃度で画像形成を行うことが可能となるとい
う効果を奏する。

【００８２】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記光量検出手段が、前記書
き込み光学系における変調光の集光部の光量を検出する
構成である。

【００８３】これにより、請求項１の構成による効果に
加えて、光量検出手段を複数個、或いは受光面の広いも
のを用いることなく構成でき、光量検出手段を備えるこ
とによるコストアップを低く抑えることができるという
効果を奏する。

【００８４】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
請求項２の構成において、前記書き込み光学系における
変調光の集光部に、反射光を像担持体へ投影する一方、
透過光を上記光量検出手段へ投影するハーフミラーを備
えた構成である。

【００８５】これにより、請求項１，２の構成による効
果に加えて、光量検出手段自身が像担持体への変調光の
投影を妨げることのない構成を容易に実現できるという
効果を奏する。

【００８６】本発明の請求項４記載の画像形成装置は、
請求項２の構成において、前記光量検出手段を、前記書
き込み光学系における変調光の集光部である第１位置と
集光部から離れた第２位置とに移動させる移動手段を備
えた構成である。

【００８７】これにより、請求項３と同様、請求項１，
２の構成による効果に加えて、光量検出手段を集光部に
配設しても、光量検出手段自身が像担持体への変調光の
投影を妨げることのない構成を容易に実現できるという
効果を奏する。しかも、請求項３の構成に比べて、像担
持体へ投影される変調光量の減少を伴うこと無く、変調
光量を検出できるという効果を併せて奏する。

【００８８】本発明の請求項５記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記点灯時間調整手段が、各
グレイティングライトバルブ素子の点灯時間を一定にし
て得られた前記光量検出手段の検出結果に基づいて各グ
レイティングライトバルブ素子の基準光量となる点灯時
間を演算し、演算値に基づいて点灯時間を調整する構成
である。

【００８９】これにより、請求項１の構成による効果に
加えて、制御ブロックの進行に支障を来すこと無く、決
まった時間に次の制御に移行できるという効果を奏す
る。

【００９０】本発明の請求項６記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、前記点灯時間調整手段が、前
記光量検出手段の検出結果が予め定めた基準光量となる
まで各グレイティングライトバルブ素子の点灯状態を継
続して求めた基準光量となるまでの所要時間に基づいて
点灯時間を調整する構成である。

【００９１】これにより、請求項１の構成による効果と
共に、請求項５の構成に比べて、改めて基準光量で露光
を行うのに必要な各グレイティングライトバルブ素子の
点灯時間の演算を省略できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、光プリン
タにおける光学ユニットの構成を示す斜視図である。

【図２】上記光プリンタの構成図である。

【図３】グレイティングライトバルブ素子１個の斜視図
である。

【図４】グレイティングライトバルブ素子の消灯時（オ
フ制御時）の動作原理図である。

【図５】グレイティングライトバルブ素子の点灯時（オ
ン制御時）の動作原理図である。

【図６】個々のグレイティングライトバルブ素子からの
変調光量のグラフである。

【図７】図１の光学ユニットの、グレイティングライト
バルブ素子列から感光体ドラムまでの光路図である。

【図８】各グレイティングライトバルブ素子の変調光量
と変調時間との関係を示すグラフである。

【図９】各グレイティングライトバルブ素子の変調光量
と変調時間との関係を示すグラフである。

【図１０】光プリンタの光学ユニットの別の構成を示す
斜視図である。

【図１１】図１０の光学ユニットの、グレイティングラ
イトバルブ素子列から感光体ドラムまでの光路図であ
る。

【図１２】従来技術をプリンタ等の書き込みに使用した
ときの光学系の斜視図である。

【符号の説明】

５感光体ドラム（像担持体）１５光学ユニット（書き込み光学系）１５’ 光学ユニット（書き込み光学系）１９制御部（点灯時間調整手段）１９’ 制御部（点灯時間調整手段）２６半導体レーザユニット（光源）２８ＧＬＶ光学変調器（光学変調器）２８ａＧＬＶ素子列（グレイティングライトバルブ素
子列）３１ハーフミラー３２光パワーメータ（光量検出手段）Ａ第１ポイント（第１位置）Ｂ第２ポイント（第２位置）Ｓ１… ＧＬＶ素子（グレイティングライトバルブ素
子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照射光を光学変調器にて変調し
て像担持体上に投影し該像担持体表面を露光する書き込
み光学系を備えた画像形成装置において、上記光学変調器が、複数のグレイティングライトバルブ
素子が配列されてなるグレイティングライトバルブ素子
列から構成され、かつ、各グレイティングライトバルブ素子からの変調光量を検
出する光量検出手段と、該光量検出手段の検出結果に基づいて各グレイティング
ライトバルブ素子の点灯時間を調整する点灯時間調整手
段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記光量検出手段が、前記書き込み光学系
における変調光の集光部の光量を検出することを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記書き込み光学系における変調光の集光
部に、反射光を像担持体へ投影する一方、透過光を上記
光量検出手段へ投影するハーフミラーを備えたことを特
徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記光量検出手段を、前記書き込み光学系
における変調光の集光部である第１位置と集光部から離
れた第２位置とに移動させる移動手段を備えたことを特
徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記点灯時間調整手段が、各グレイティン
グライトバルブ素子の点灯時間を一定にして得られた前
記光量検出手段の検出結果に基づいて各グレイティング
ライトバルブ素子の基準光量となる点灯時間を演算し、
演算値に基づいて点灯時間を調整することを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記点灯時間調整手段が、前記光量検出手
段の検出結果が予め定めた基準光量となるまで各グレイ
ティングライトバルブ素子の点灯状態を継続して求めた
基準光量となるまでの所要時間に基づいて点灯時間を調
整することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。