JPS61219972A - 画像記録装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、一様帯電した感光体に変調されたし一デー光
ビームを走査して静電潜像を書き込み、これをトナーで
可視像化する方式の画像記録装置に関するものでアシ、
特にトナーを付着させて可視像化すべき感光体部分（画
像部分）でレーザー光をＯＦＦにし、トナーを付着せし
めざるべき感光体部分（背景部分）ではレーザー光をＯ
Ｎにして走査する、いわゆるバックグラウンドスキャン
方式のこの種画像記録装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来この種の装置においては、トナーが付着すべき部分
でレーザーが発光（ＯＮ　）　して走査するいわゆるイ
メージスキャン方式と前述したようなパックグラウンド
スキャン方式とが用いられている。

イメージスキャン方式の長所は、画像部分？２けを露光
して走査するため、一般にはレーザーの発光時間が少く
て済み、レーザーの寿命に良い影響を与えること、およ
び画質が比較的良好なことである。しかしながら、短所
としては、いわゆる反転現像をしなければならないので
、通常の電子写真複写装置とのプロセスを流用できない
ことが挙げられる。一方、パックグラウンドスキャン方
式の長所は通常の電子写真複写装置のノロセスがほとん
どそのまま使用できることにある。従りて、いわゆるハ
イブリッド方式、即ち感光体に原稿画像を従来の電子写
真複写機のようにそのまま露光すると同時にレーザービ
ームでオーバーレイで書き込む方式の画像記録装置にも
適するものである。しかし短所として白紙部分（背景部
分）を半導体レーザーが露光走査するため、一般にはイ
メージスΦヤン方式と較ベレーザーの発光時間が長くな
シ、レーザーの寿命が速く来るという点が挙げられる。

半導体レーザーの寿命は実際の使用においておおよそ３
００〜１０００時間程度であシ、なるべく記録装置本体
の寿命と同じ程度までその寿命を延ばすことが望ましい
。さらＫは、発光時間が長くなるほどその故障率が増加
するため、半導体レーザーの発光時間はなるべく短い方
が、画像記録装置の安定性からみて好ましい。この観点
から、従来のパックグランドスキャン方式の前記欠点は
改善されることが望まれる。特開昭５８−１７２６６２
号にはこの点に関し、改善が見られるが、詳しい記述が
なく未完成である。

〔発明の目的〕

本発明は上述したようなパック・グラウンド・スキャン
方式の画像記録装置において上記欠点を除去し、半導体
レーザーの寿命を延ばし画像の安定化を図ることを目的
とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、レーザー光を用いたパックグラウンドスキャ
ン方式の前記タイプの画像記録装置において、上゛記目
的達成のため、非記録域に該当する感光体面の露光（い
わゆるブランク露光）は、画偉書き込み用レーザーとは
別個のレーザーからの光ビームの走査によって行うよう
構成したことをＩｖｆ徴とするものである。

画像記録域と非記録域での光モメリー現象による濃度差
の出現を防止するには、上記両レーザーの発する光は同
−又は略等しい波長であることが好ましい。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の画像記録装置を説明するための一実施
例の置所面図で、ＩＬは、コンピュータ。

ワードプロセッサ、ファクシミリ送信機等からの被記録
画像情報信号に対応して点滅変調される半導体レーザー
である。半導体レーザーＩＬの発振したレーザービーム
２は、モータＩＤによ多回転駆動される多面鏡ＩＳに入
射し、この多面鏡ＩＳでの反射によシ偏光走査される（
図ではこの入射および反射ビームは重って図示されてい
る）。次いでこのレーザービーム２は、周知のｆ−〇レ
ンズ等の結像レンズＩＦを通過後、ミラーＩＭによって
反射され、矢印方向に回転する電子写真用と同様の感光
ドラム３上にスイット状に結像され、感光ドラム３をそ
の回転軸方向と略平行な方向に繰夛返し走査する。

半導体レーザーＩＬは発振波長が通常７７０〜８００　
ｎｍの範囲内であり、一方、感光ドラム３の局面に設け
られる感光体としては、この波長に感度のある感光体、
例えば金属フタロシアニン系有機光導電体やセレン系光
導電体、アモルファスシリコンＣｄＳ等が用いられる。

４は帯電器であシ、有機光導電体等に被覆された感光ド
ラム３上に一様帯電を行う（この帯電を以下、−次帯電
という）。本実施例では一次帯電をさらに均一に行うた
め、及び感光ドラム３上の電位を安定にするために、感
光ドラム３と一定の距離を保って、帯電器４のコロナ放
電電極と感光ドラム３との間にグリッド１７を設げてい
る。このグリッド１７は、電気的に接地された不図示の
バリスタ等を介した電圧発生部材に連結されており、コ
ロナ放電電流が流れるとグリッド１７に一定電圧が印加
されて、感光ドラム３に印加されるコロナ放電流量を制
御し、感光ドラム３の表面電位ＶＤを制御するように構
成されている。この帯電器４によって帯電された感光ド
ラム３は、前述の被記録画像情報信号に対応して変調さ
れたレーザービーム２によって走査され、静電潜像が形
成される。本実施例では前述したようなバックグラｑン
ドスキャン方式を用いており、すなわちレーザーム２は
非画像部分（背景部分）でＯＮとなるよう変調されて走
査する。

この静電潜像は次に公知の現像器５によってトナーによ
シ顕像化される。

一方、積載台Ｓ上の転写用シートＰは給送ロー２６と、
感光ドラム３上の画像と同期するようタイミングをとっ
て回転するレジストローラ７とによって、感光ドラム３
下に送シ込まれる。そして、転写帯電器８によりて感光
ドラム３上のトナー像は、シートＰ上に転写される。そ
の彼、公知の分離手段９ａによって感光ドラム３から分
離されたシー）Ｐは、ガイド９によりて定着装置ｌＯＫ
導かれ、シートＰ上にトナー像が定着された後に、排出
ローラ１１によりトレイ１２上に排出される。

一方、転写後、感光ドラム３０表面に残留したトナーは
公知のクリーニング器１３で除去され、次に前露光用の
光源１６により一様に露光される。

光源１６により露光されることにより、感光ドラム３は
除電され、ゴースト現象の発生が防止される。光源１６
としてはハロゲンラング、白熱球、発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ　）等が使用される。光源１６の光を感光ドラム３
に均一に導く為に、光学繊維やシリンドリカルレンズ等
を使用してもよい。いずれにせよ、この前露光後、感光
ドラム３は帯電器４によシ帯電され、前述の過程なくシ
返す。

ここで、本実施例では、感光ドラム３、帯電器４、現像
器５．クリーニング器１３は枠体１４ａ内に収納され、
全体的にプロセスカートリッジ１４を構成している。第
２図に示すようにこのプロセスカートリクジ１４は、電
子写真装置の本体Ｃに対して抜き差し自在、即ち着脱自
在に設けられておシ、本体Ｃに装填する際には本体側に
設げたガイド１５に、プロセスカートリクジ１４０枠１
４ａの摺動部１４ｂが係合して案内される。これによシ
、感光ドラム３の寿命等を目安にして使用済みのプロセ
スカートリクジと新しいプロセスカートリッジとの交換
が容易に行なえる。

尚、プロセスカートリッジ１４０枠体１４ａＫは、ブラ
ンク露光とレーザービーム２が通過する開口１８と、光
源１６からの前露光光が通過する開口１９とが設げられ
ておシ、レーザービーム２及び前露光光は夫々開口１８
．１９を通過後、感光ドラム３上に入射する。

さて、本実施例は前記の如くパックグランドスキャン方
式なので、−次帯電された感光ドラムの非露光部位には
トナーが付着し、露光部位にトナーが付着しない。従っ
て、−次帯電開始後において、前回転や後回転時の感光
ドラム面、又は転写シート間の部分、又は小サイズ転写
シートの場合のシートのない部分の如く、本来トナーを
付着させる必要のない非記録域の感光ドラム面にも露光
を与えることが，かかる非記録域へのトナー付着を防止
する上で、必要である。この非記録域への露光をブラン
ク露光という。本発明実施例では、ブランク露光は画像
書き込み用のレーザーとは別のレーザーで行い、これに
よりレーザーの発光時間をなるべく少くして、その寿命
を延ばすようにするものである。このための構成は以下
説明する如くなっている。

第３図は第１図に示した画像記録装置の光学系の斜視図
である。図中、２０は光学ユニットの全体を示している
。ＩＬは画像書き込み用のレーザーユニットであシ、２
Ｌがブランク露光用のレーザーユニットである。これら
のレーザーユニットは半導体レーザーと半導体レーザー
の温度調節ユニットから構成されているが、その詳しい
説明は本発明要旨と直接関係ないのでここでは略す。各
半導体レーザーから出射した光は、結偉レンズ群ＩＣ，
ＩＬ，ＩＦを通シ、折シ返しミラーＩＭで反射されて前
述の開口１８を経て感光ドラム３上にスポットを結ぶ。

途中スキャナーモーター（図示せず）によって高速回転
する，１＋７ゴンミラーＩＳによシレーザー光ビームは
左右に走査されることになる。図中２２は、画像の書き
出し位置を検出するための光ファイバーよシなる位置検
出器（ビームディテクター）であ、９、２３はビームデ
ィテクターにレーザー光ビームを導くための反射板であ
る。２つのレーザーＩＬ，２Ｌからの光ビームがドラム
３に到達するためにはレーザー二二ットＩＬ、２Ｌから
出射されるレーザー光ビームと、ポリス９ンミラーＩＳ
から反射されるレーザー光ビーム２４は同一面内にある
ことが必要である。

４リゴンミラーによって走査された画像書き込み用半導
体レーザーＩＬからの光ビームの走査中は通常、感光ド
ラムの記録範囲の巾よりかなシ広い巾を走査するように
構成されているので、ブランク露光用のレーデーユニツ
）２Ｌを画像書き込み用レーザーユニットＩＬＫ近接し
て配置しておくことによ）、該レーザーユニット２Ｌが
らのレーザー光ビームも充分に感光ドラムの食中を走査
することができる。

第４図に１画像書き込み用レーザーＩＬとブランク露光
用レーザー２Ｌの前回転、後回転、及びシート間での発
光のシーケンスを示す。感光ドラム回転がスタートした
後（Ａ）レーザー２Ｌのポリゴンミラー駆動用スキャナ
ーモーターの回転の立ち上シを待って一次帯電が開始さ
れる（Ａ′）。

ブランク露光用レーザー２Ｌはスキャナーモーターの回
転の立ち上シを待って発光し、その光ビーム走査で露光
された感光ドラム面帯電部分の電位を減衰させる（Ａ′
→Ｃ）。この状態は前回転中続行される。画像信号が入
力して画像書き込み用レーザーＩＬが発光を始めると（
Ｂ）、ブランク露光用レーザー２Ｌは消灯しくＣ）、画
像記録域ではレーザーＩＬだけが点灯する。シート間に
なるとブランク露光用レーザー２Ｌが点灯しｉ）、画像
書き込み用レーザーＩＬは消灯する（Ｄ）。

シート間がすぎるとブランク露光用レーザー２Ｌが消灯
しくＧ）、画像書き込み用レーザーＩＬは点灯（Ｆ’）
する。後回転になると、画像書き込み用レーザーＩＬは
消灯しくＨ）、ブランク露光用レーザー２Ｌが点灯しく
Ｉ）、−次帯電のＯＦＦ後（Ｊ）感光ドラムの回転終了
（Ｋ）とともにレーザー２Ｌも消灯する。レーザーＩＬ
とレーザーは双方の露光が若干型なるように発光タイミ
ングをとるようになっている。

第５図は、小サイズの転写シートを使用する場合のブラ
ンク露光を説明するための例示図で、小サイズシート（
図では８５判）に記録する場合、画像書き込み用レーザ
ーＩＬは略この８５判の範囲だけ露光走査し、シートサ
イズ域以外のいわゆるブランク部はブランク露光用レー
ザー２Ｌ（Ｃよって露光走査される。第５図中、斜線部
分Ｐ、Ｑが画像書き込み用レーザーＩＬの点灯領域であ
υ、その中でＰの領域は、画像の主走査方向の書き出し
位置を検出するためのビームディテクターにレーザー光
を照射するための区域であ）、レーザーは点灯するが、
画像形成には寄与しない領域である。一方領域Ｐ、Ｒ，
Ｓはブランク露光用のレーザー２Ｌの点灯領域であシ、
その中でＰは前に述べたようにビームディテクター用で
あって、ＲｌＳが電位消去のための領域である。この例
では、１個のビームディテクターで２個のレーザーの位
置出しを行っている。

第６図に示すようにレーザーｌＬは紙カセットのサイズ
検知の信号やホストコンピー−ターからの指示２３によ
り　ＣＰＵ　２４からの画像情報に基づいて画像領域Ｑ
でＩＬレーザー駆動回路２５を通してレーザーＩＬを駆
動する。２Ｌレーザーも紙サイズ検知信号２３によｆｉ
　ＣＰＵ　２４で制御され、あらかじめ決められた領域
で点灯するように２Ｌレーザー２９を制御する。

具体的な例として、毎分１０枚のプロセススピードをも
たせ、６面の一すゴンミラーを用い、７８０　ｎｍの波
長の半導体レーザーＩＬ、２Ｌを４ｍＷで出力する前記
構成の画像記録装置を作製した。

１枚コピーにおける画像記録域は、約３．５秒、それ以
外の前回転、後回転は約１１秒の時間であり、レーザー
の寿命を３万枚相当から、約１０万枚相当に延ばすこと
ができた。

前記実施例ではレーザーＩＬとレーザー２Ｌに同一仕様
のレーザーユニットを用いたが、画像書き込み用レーザ
ーＩＬはスポット径を小さく、ブランク露光用レーザー
２Ｌはスポット径を大きくしてもよい。具体例として、
３００　ＤＰＩのレーザービームプリンタにおいて、レ
ーザーＩＬのスポット径を１００〜１５０尾、　レーザ
ー２Ｌのスポット径を１５０〜２５０μｍとしたところ
、ブランク域をくまなく、かつほぼ均一な光量分布でブ
ランク露光走査することができた。

また前記実施例では２つのレーザーユニットに対し同一
の光学系を用いたが、それぞれに光学系を持たせること
も可能である。但しこの場合、若干装置の容積が大きく
なるという問題がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、バックグラウンｒ
スキャン方式のレーザービーム走査による画像記録装置
において、画像記録域露光用レーザと、ブランク露光用
レーザーを別個にすることによって、各レーザーの発光
時間を節約し、それらの寿命を大巾に延ばすことができ
る。

また、波長によって感光体内部に到達する光の深さが異
ることから、画像露光用の光とブランク露光用の光の波
長が大きく異ると感光体中の誘起される光キャリヤの発
生する深さが異って、前露光等で光を照射しても、この
光キャリヤの挙動の違いを消し切れず、感光体に光メモ
リが生じて潜像電位に差ができ、画像に濃度差となって
現われるという望ましくない現象の起ることがあるが、
本発明において、画像露光（画像書き込み）用レーザー
とブランク露光用レーザーを同じ仕様のものとすること
Ｋよシ、画像露光とブランク露光とが同じ波長の光とな
し得るため、両者について感光体の内部で発生する光キ
ャリヤーの深さがほぼ同じにすることができ、光メモリ
ーの影響排除に対しても効果を奏することができる。こ
のことは、アモルファスシリコンや有機光導電体（ｏｐ
ｃ　）のように光キャリヤーの発生する深さが波長に依
存する性質の大きい感光体の場合に特に有意義である０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像記録装置の実施例の全体断面
図、第２図は同実施例に用いるプロセスカートリッジの
様子′：を示した斜視図、第３図は同実施例における光
学系ユニットの斜視図、第４図、第５図は同実施例にお
けるレーザーによるブランク露光のタイミングおよび小
サイズシートの場合のブランク露光域を示した図、第６
図はレーザー駆動回路のブロック図を示している。 １Ｌ・・・画像露光用半導体レーザー ２Ｌ・・・ブランク露光用半導体レーザーＩＣ，ＩＬ、
ＩＦ・・・結儂光学系 ＩＳ・・・ポリゴンミラー　ＩＭ・・・折〕返しミラー
ト・・感光ドラム ２２・・・ビーム位置検出器 ２３・・・ビーム位置検出器への反射板。 第２図 第３図 露光疋豊瓢

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像部分では消灯し背景部分では点灯するように変
   調されたレーザーからの光ビームで光導電性感光体面を
   走査して該感光体面に静電潜像を形成し、その画像部分
   にトナーを付着させて現像するタイプの画像記録装置に
   して、非記録域に該当する感光体面を、上記レーザーと
   はほぼ同一平面内にあって、走査領域がほぼ重複するよ
   うに別個に設けたレーザーからの光ビームの走査により
   露光するように構成されたことを特徴とする画像記録装
   置。 ２、上記両レーザーの光ビームは同一又は略等しい波長
   を有する特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置。