JPS6224771A - レ−ザビ−ム走査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビームの強度が変化したとしても所望の
ビーム径が得られるようにしたレーザビーム走査装置に
関する。

〔背景技術〕

従来より、複数個の感光体ドラムを用い、各々の感光体
ドラムにイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像を個別
に作像し、その色別の像を紙に重ね合わせて転写する多
色複写機があり、例えば、特開昭５２−６７３３７号、
特開昭５３−９３０３２号、特開昭５３−１１０８３３
号、特開昭５４−６５５４７号で提案されている。これ
らは、いずれも光を原稿に照射し、その原稿像を光学的
に感光体面へ露光させる構成がとられている。

この露光にレーザビーム装置を用いて行なうことにより
、普通紙へのプリントを高速に行なうことができる。レ
ーザビーム装置は各色毎の記録信号に応じて励起される
レーザ光源よりのビームを光学的に補正したのち、回転
多面鏡（ポリゴンミラー）によって偏向走査し、感光体
ドラム上に順次露光させる構成がとられている。

このようなレーザビーム走査装置にあっては、多色記録
装置（プリンタ、複写機等）に用いた場合、各感光体の
レーザ感度の差、半導体レーザ素子の個々のばらつき等
があるために、各々のレーザビーム強度を変化させて走
査する必要がある。

また、感光体及び半導体レーザの個々の繰り返し使用の
ばか多色記録装置を構成する帯電器の汚れや劣化によっ
てもレーザ強度が変化するため、そのレーザ強度を補正
する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来のレーザビーム走査装置にあっては、レー
ザビームの強度の増大または減少に応じてレーザビーム
径が拡大または縮小するため、デジタルフルカラープリ
ンタの如＜　　６００〜８００ｓｐｉ（ｓｐｏｔｓ　ｐ
ａｒ　１ｎｃｈ）相当の高精細度の中間調表示における
中間調カラーの再現性を劣化させる不具合がある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
に鑑みてなされたものであり、レーザビームの°強度が
変化したとしても所望のビーム径が得られるようにする
ため、レーザビームの進路中に液晶シャンク−を設けて
ビーム径を可変できるようにしたレーザビーム走査装置
を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明によるレーザビーム走査装置を詳細に説明
する。

第２図は本発明が適用される４ドラム・タンデム型デジ
タル・フルカラープリンタの構成の一例を示し、本体１
３に対し着脱自在に装着されるとともに同一サイズの用
紙が多数枚セットされる給紙カセット１４と、該カセッ
トより所定のタイミングによって用紙を一枚給紙するフ
ィードロール１５と、該ロール１５より送り出された用
紙を転写位置へ搬送する搬送ロール１６ａ、　１６ｂ、
　１６ｃと、給紙された用紙を異なる色情報によって露
光された潜像にトナーを付着させて第１色〜第４色が順
次現像される感光体ドラム１７ａ〜１７ｄと、該感光体
ドラム１７ａ〜１７ｄの転写部へ搬送ロール１６ｃより
送り出された用紙を無端ベルト、グリッパチェーン等に
よって順次通過させるペーパー搬送ユニット１８と、各
色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の記録情
報に基づいて変調したレーザビームを感光体ドラム１７
ａ〜１７ｄの各々を露光し静電潜像を形成するレーザビ
ーム走査光学ユニット１９と、感光体ドラム１７ａ〜１
７ｄの各々を露光に先立って一様なレベルに帯電する帯
電器２０ａ〜２０ｄと、感光体ドラム１７ａ−１７ｄの
各々の表面に形成されている静電潜像に指定のトナー色
を付着させて現像し可視像を形成する現像機２１ａ〜２
１ｄと、現像１２１ａ〜２１ｄの各々の後段に設けられ
て転写前の感光体面を除電する除電器２２ａ〜２２ｄと
、ペーパー搬送ユニット１８によって転写部へ搬送され
てくる用紙へ対岐する感光体ドラム表面の可視像を転写
する転写コロトロン２３ａ〜２３ｄと、転写の終了した
感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの各々の表面をクリーニン
グの前に除電する除電器２４ａ〜２４ｄと、感光体ドラ
ム１７ａ〜１７ｄの各々の表面に付着しているトナーを
除去するクリーニングユニッ）２５ａ〜２５ｄと、４色
の転写が終了した用紙を加熱して転写像を定着させる定
着器２６と、定着の終了した用紙を収容する排紙カセッ
ト２７より構成される。

以上の構成において、フィードロール５を回転させて給
紙カセット１４より用紙を一枚給紙するとともに、感光
体ドラム１７ａ−１７ｄを回転させながら帯電器２０ａ
〜２０ｄによってドラム表面を一様に帯電する。ついで
、用紙が転写コロトロン２３ａへ到達する時間に潜像面
が到達するタイミングのときにレーザビーム走査光学ユ
ニット１９を駆動して、感光体ドラム１７ａにのみ第１
色に基づく露光を行なう。この露光によって静電潜像が
形成され、該潜像は感光体ドラム１７ａの回転とともに
現像機２１ａの設置位置に到達し、第１色の現像が成さ
れる。

この現像による可視像が転写位置へ到達するのに合わせ
て用紙が転写位置へ到達し、転写コロトロン２３ａによ
る転写が順次行なわれる。

第１色による転写が行なわれた用紙は、ペーパー搬送ユ
ニット１８によって、次段の感光体ドラム１７ｂによる
転写位置へ搬送されるとともに、レーザビーム走査光学
ユニ・ノド１９による第２色の露光が行なわれる。一方
、転写の終了した感光体ドラム１７ａの表面は、クリー
ニングユニット２５ａによって清掃ののち、帯電器２０
ａによって帯電され、次回の露光に備えられる。第２色
の露光による潜像に対して現像機２１ｂによって第２色
の現像が成され、更に、転写コロトロン２３ｂによって
第１色の転写像に重ねて第２色の転写が成される。以後
、同様にして、第１色及び第２色の転写像に重ね合わせ
て第３色及び第４色の転写が成され、すべての色に対す
る転写が終了したのち、用紙は定着器２６によって定着
され、多色記録の成された用紙が排紙カセット２７へ送
り出される。

第１図は本発明における一実施例であり、第２図に示し
たレーザビーム走査光学ユニット１９内に記録色数分が
設置されるレーザビーム走査装置の１基の構成を示すも
のである。その構成は、記録信号に応じて変調されたレ
ーザビームを発生する半導体レーザ１と、該レーザ１よ
りのレーザビームを平行光にするコリメータレンズ２と
・該レンズ２を通過したレーザビームのビーム径を調整
する液晶シャッター３及び４と、液晶シャ・ツタ−４を
通過したレーザビームの倒れ角を補正するシリンダーレ
ンズ５と、該レンズ５を通過したレーザビームを偏向走
査するポリゴンミラー６と、該ミラー６を反射するレー
ザビームの走査速度を補正するｆθレンズ７と、該ｆθ
レンズ７を通過したレーザビームの倒れ角を補正して感
光体ドラム１７へ露光させるシリンダーレンズ８と、ポ
リゴンミラー６による感光体ドラム１７への走査の開始
を検知する走査検知センサ９と、該センサ９の出力及び
レーザビーム強度変化信号Ｓ□に基づいて液晶シャッタ
ー３及び４の開口径を制御する制御部１０より構成され
る。

液晶シャッター３及び４は、同心円状に複数の電極を設
置し、外側電極より順次電圧を印加することにより、透
光部分の直径が変化する。その配置位置としては、レー
ザビームの径が数璽１で制御が容易なコリメータレンズ
２とシリンダーレンズ５間のビーム径路中に設ける。こ
の場合、液晶シャッターを１個のみにすると、第３図の
ようにレーザビームの強度分布が正確なＣａｕｓｓｉａ
ｎ分布が得られず、光の回折効果によって外輪ビームが
発生する。これを防止するために、本発明では液晶シャ
ッターを２重にし、光の回折効果を第４図の如くに低減
させている。これにより外輪光を感光体感度のスレッシ
ホールド値以下にすることができるとともに、外輪光の
影響を１．、、（レーザビーム最大強度）の数％以下に
押えることが可能になったＯ また、走査検知センサ９には、レーザビームの強度及び
ビーム径の検知が可能な高解像度のイメージセンサ（例
えば、Ｃ０Ｄ）を用いる（このサンセはレーザビームの
書き込み開始タイミングを判定するための機能を併せ持
っている）。

第５図は第１図に示した制御部１０の詳細を示し、走査
検知センサ９の検知出力よりビーム強度及び径に関する
情報を取り出す信号処理部１１と・該信号処理部１１の
出力信号と外部より与えられるビーム径設定信号と信号
処理部１１を介して与えられる実際のビーム径検出値と
を比較し必要とするシャッター径を判定する比較部１２
と、比較部１２の判定結果に基づいて液晶シャッター３
及び４のシャッター径を変化させる駆動回路１３より構
成される。

以上の構成において、半導体レーザ１よりのレーザビー
ムはコリメータレンズ２によって平行光にされたのち、
液晶シャッター３．４及びシリンダーレンズ５を介して
ポリゴンミラー６の１つの鏡面に入射する。この鏡面は
回転しているため、時間とともに出射角度が変化し、レ
ーザビームが偏向・走査される。ポリゴンミラー６を出
射したレーザビームは、ｆθレンズ７及びシリンダーレ
ンズ８を介して感光体ドラム１７へ達し、走査が行なわ
れる。

液晶シャッター３及び４を作動させるに際しては、まず
、走査検知センサ９の出力に基づいて半導体レーザ１の
出力強度を図示せぬ発振回路によっテ調整する。ついで
、レーザビームの１／ｅ”径を走査検知センサ９によっ
て検知し、外部信号を参照しながら比較部１２は必要な
シャッター径を判定する。この判定結果に基づいて駆動
回路１３は液晶シャッター３及び４の駆動電極を選択し
、電圧を印加する。これによって液晶シャッターを出た
レーザビームは所望の径にされている。

また、繰り返し使用等による径年変化によって感光体の
感度が低下し、レーザビーム照射後のバックグラウンド
電位が上昇し、背景部の像温度が上昇（かぶり現象）し
た場合に対しては、図示せぬ表面電位センサを用いてバ
ックグラウンド電位を検知し、該電位を下げるようにレ
ーザビーム強度を大きくする制御がとられるが、このよ
うな場合にも本発明を適用することができる。

尚、以上の説明では、４ドラム・タンデム型デジタル・
フルカラープリンタを例に説明したが、４ドラム式以外
の記録装置に適用可能である。また、１ドラムデジタル
プリンタに対しても、感光体感度のばらつき、経時変化
、繰り返し変化等によってレーザビーム強度を変化させ
る場合も、本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り本発明のレーザビーム走査装置によれ
ば、レーザビームの光路中にレーザビームの径を可変可
能な液晶シャッターを設けて所望のビーム径が得られる
ようにしたため、レーザビームの強度変化によらず、ビ
ーム径を自動的に一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明が適用される４ドラム・タンデム型フルカラープリン
タの一例を示す正面図、第３図及び第４図は本発明に係
る液晶シャッターを１重及び２重にした場合のレーザビ
ーム強度分布図、第５図は本発明における液晶シャッタ
ーの制御系を示すブロック図。 符号の説明 １−−−−−−・半導体レーザ、　２−・−コリメータ
レンズ、３．４−−−−−−・液晶シャッター、５．８
−−−−−−−シリンダーレンズ、６−−−−−−−ボ
リゴンミラー、　７−凹ｆθレンズ、９−−−−−−一
走査検知センサ、　１ｏ・・−凹側両部、１１・−・−
信号処理部、　　１２−・・−・・・比較部、１３−−
−−−−一駆動回路、　１７ａ　〜１７ｄ−＝−感光体
ドラム、１９・−・−レーザビーム走査光学ユニ・ノド
。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　弁理士
　　　松　原　伸　２ 同　同　　村木清司 同　同　　平田忠雄 同　同　　上島淳− 第３図 第５図 ｔｄ’

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザより出力されるレーザビームをコリメータ
   レンズによって平行光にしたのち、ポリゴンミラーによ
   って偏向して感光体の表面を走査するレーザビーム装置
   において、 前記コリメータレンズの後段の光路中に設けられて通過
   するレーザビームを所定径に絞る液晶シャッターと、 前記レーザビームの強度を適正光量に設定したのち、所
   望のビーム径となるように前記液晶シャッターを制御す
   る制御手段を設けたことを特徴とするレーザビーム走査
   装置。
2. （２）前記制御手段が前記感光体の走査開始端に設けら
   れた走査検知用センサの検知出力に基づいて前記液晶シ
   ャッターを制御することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のレーザビーム走査装置。
3. （３）前記液晶シャッターが、前後に２重配置されてい
   る構成の特許請求の範囲第１項記載のレーザビーム走査
   装置。