JPS62252262A - レ−ザビ−ムプリンタの走査装置 - 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、画像情報に基づいて変調された画像形成用レ
ーザビームを走査することにより感光体に画素単位の潜
像を形成するレーザビームプリンタの走査装置に関する
。

〔従来の技術〕

上述したレーザビームプリンタの走査装置においては、
画像形成用レーザビームは単一のレーザビームにより構
成するものが一般的である。

そして、この単一の画像形成用レーザビームを、画像情
報に基づいて変調することで、感光体上に画素単位の潜
像が形成されるものである。つまり、ひとつの画素には
、単一の画像形成用レーザビームの１回の照射が対応す
るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来構成による場合には、次のような
問題があった。

つまり、レーザビームは、その断面における強度分布が
ガウス分布を呈するものであり、一様に帯電された感光
体の表面電位はその強度分布に応じて減衰して静電潜像
が形成される。そして、この静電潜像の現像が例えば反
転現像方式で行われる場合には、感光体の表面電位が所
定（この電位が現像闇値である）以下の部分に現像剤が
吸着されて可視像となる。

前述した従来構成では、ひとつの画素が単一の画像形成
用レーザビームの１回の照射で形成されるものであるか
ら、その画素の潜像に対応する感光体の表面電位の変化
は比較的緩やかである。従って、半導体レーザ等の出力
の変動で画像形成用レーザビームの強度分布が全体的に
少しシフトしたり、或いは、電源の変動等に起因して現
像閾値が少し変化しただけでも、得られる可視像の画素
の寸法が大きく変わる虞れがある。

即ち、画像形成用レーザビームの強度や電源の変動によ
って、得られる可視像の画質が大きく影響されるもので
あった。

本発明の目的は、上述の実情に鑑み、画像形成用レーザ
ビームの強度や電源の変動に対して可視像の各画素の寸
法にバラツキが少ない走査装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるレーザビームプリンタの走査装置の特徴構
成は、画像情報に基づく変調を受けて感光体に走査され
る画像形成用レーザビームにより形成される画素の潜像
を、各画素毎にその最大寸法よりも小径の複数のレーザ
ビームを互いに一部重複する状態で照射して形成するも
のであることにある。

〔作　用〕

つまり、レーザビームは小径に絞り込まれるほど、その
ピーク強度に対して急な強度分布となる。従って、それ
ら複数の小径のレーザビームを互いに一部が重複する状
態で感光体に照射することで、感光体上では、単一の大
径のレーザビームを１回照射したときとほぼ同じ範囲に
亘って表面電位を減衰させることができ、しかも、減衰
部分とその周りの非減衰部分との間の表面電位の変化は
、単一の大径のレーザビームを１回照射したときよりも
急にすることができるのである。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明によるレーザビームプリンタの走査装
置の概略構成を示している。

（１）は半導体レーザで、入力される画像情報に基づい
て変調されたレーザビーム（ｎｏ）カ、この半導体レー
ザ（１）から発振される。このレーザビーム（Ｂｏ）は
、コリメータレンズ（２）によって平行光にされた後、
ハーフミラ−（３）によって２つのレーザビーム（Ｂｌ
）、　（Ｂりに分割される。

ハーフミラ−（３）を透過した第１のレーザビーム（Ｂ
１）はそのままポリゴンミラー（４）に向がって進む。

一方、ハーフミラ−（３）により反射された第２のレー
ザビーム（Ｂりは第１のレーザビーム（Ｂｏとの光路長
の差をつけるべく、３つ（７）　ミラー（５）〜（７）
によって反射されてポリゴンミラー（４）に向かって進
む。そして、それら２つのレーザビーム（Ｂ＋）　、（
Ｉｌｔ）は、その光路が図中上下に僅かに異なるように
構成されている。

２つのレーザビーム（Ｌ）、Ｃｎｔ）は、共に、高速回
転するポリゴンミラー（４）のある反射面（４ａ）で反
射される。このポリゴンミラー（４）の回転で、レーザ
ビーム（Ｂｔ）　、　（ｎｚ）に対するその反射面（４
ａ）の傾きが変化し、それに伴って、反射後のレーザビ
ーム（Ｂｏ、（Ｂりは、夫々、偏向されて感光体の一例
である感光体ドラム（８）の長手方向に向かって走査さ
れる（この方向が主走査方向である）。

ポリゴンミラー（４）により反射された後の２つのレー
ザビーム（Ｂ＋）、（［１ｇ）は、ｒθレンズ（９）に
よって収束され、夫々のレーザビーム（Ｂｌ）。

（Ｂ２）に対応して設けられたミラー（１０）　、　（
１１）　。

（１２）により反射された後、夫々、感光体ドラム（８
）上に結像する。このとき、感光体ドラム（８）上での
２つのレーザビーム（Ｂｌ）、　（ＢＺ）の結像位置は
、感光体ドラム（８）の周方向に僅かに異なるように構
成されている。

感光体ドラム（８）はその表面が一様に帯電されており
、画像情報に基づいて変調された画像形成用レーザビー
ム（Ｂ）としてのそれら２つのレーザビーム（１３１）
、（Ｂりが走査に伴って照射されることにより、その強
度分布に応じて表面の帯電電位が減衰される。そして感
光体ドラム（８）の一定速度の回転（この回転方向が副
走査方向である）に伴うこの走査の繰り返しによって、
感光体ドラム（８）上に、画素単位の静電潜像が形成さ
れるようになっている。

なお、図中（１３ａ）は感光体ドラム（８）上での静電
潜像形成開始位置を副走査方向に備えるためのレーザビ
ーム検知用光センサであり、（１３ｂ）はミラーである
。

その後、図示は省略するが、着色顔料であるトナーをこ
の静電潜像部分に選択付着させて現像し、出力用紙をト
ナー像面に接着させて紙面上にトナー像を転写し、この
紙を加熱することによってトナーを融解して紙に定着さ
せ、出力画像を得るのである。

感光体ドラム（８）上での２つのレーザビーム（Ｂｔ）
、（Ｂｚ）は、前述したように副走査方向に僅かに位置
を異ならせて結像走査されるように構成されており、夫
々、副走査方向に対して第２図に実線で示す強度分布を
呈している。それら２つのレーザビーム（Ｂ＋）　、　
（Ｂｔ）は、感光体ドラム（８）上での干渉を防止すべ
く先程述べたように僅かな光路長の差があるので、若干
時期を異ならせて感光体ドラム（８）に照射されること
となるが、感光体ドラム（８）上に形成される潜像の画
素単位で見れば、図中に点線で示す合成された強度分布
を持つ合成レーザビームとして考えることができる。

従って、光学系によりそれら２つのレーザビーム（Ｌ）
　、　（ｎｚ）の径は絞り込まれ、この合成レーザビー
ムの径（ｄａ）が得られる画素の副走査方向の大きさに
なるように構成されている。なお、レーザビームの径は
、一般的に中心強度の１／ｅ２或いは１／２の強度とな
る位置を以て表すことが多いが、第２図及び第３図にお
いては、出力画像との対応を明らかにするために、便宜
的に、現像闇値に相当する強度（Ｔｌｌ）となる位置を
以て表しである。

そして、このように径が絞り込まれた２つのレーザビー
ム（ａｔ）、（ａｔ）を互いに一部重複する状態で照射
してひとつの画素の潜像を形成することにより、第３図
に示す強度分布を呈し前述の合成レーザビームの径（ｄ
ｃ）とほぼ同じ径（ｄｓ）を持つ単一のレーザビームの
１回の照射でひとつの画素の潜像を形成する場合に比し
て、レーザビームとしての強度分布の変化を急なものに
できるから、感光体ドラム（８）上において、ひとつの
画素に対して、表面電位の減衰部分とその周りの非減衰
部分との間の表面電位の変化を急にすることができる。

従って、半導体レーザ（１）からのレーザビーム（Ｂｏ
）の出力が多少変動したり、或いは、電源変動によって
現像闇値が変化したりしても、得られる可視像における
画素の寸法の変動が少なく、出力画像の画質を常に安定
したものにできるのである。

なお、先の実施例では、互いに一部重複する状態で照射
されて感光体ドラム（８）上にひとつの画素の潜像を形
成する２つのレーザビーム（１，（Ｂｇ）を、ハーフミ
ラ−（３）によってひとつのレーザビーム（Ｂｏ）から
分割し、光路長に差をつけた後に再び近接させて上下に
位置を異ならせた状態でポリゴンミラー（４）を用いて
走査し、さらにミラー（ｌＯ）によって分割して得るも
のを説明した。これに替えて、ひとつのレーザビーム（
Ｂｏ）の偏光状態を変換した後に偏光ビームスプリッタ
を用いて２つのレーザビームを得るようにしてもよい。

次に、その実施例を説明する。

第４図に示すように、半導体レーザ（１）から発振され
コリメータレンズ（２）により平行光にされたレーザビ
ーム（Ｂｏ）を、先の実施例と同様にハーフミラ−（３
）により２つに分割する。ノ＼−フミラー（３）により
反射された第２のレーザビーム（Ｂ２）の光路中に、偏
波面回転器であるλ／２波長板（１４）を介装しである
。そして、このλ／２波長板（１４）を通過して偏光面
が９０″回転された第２のレーザビーム（Ｂ２）を、第
１の偏光ビームスプリッタ（１５）により、第１のレー
ザビーム（ｌと合成し、２つの偏光成分を持つレーザビ
ーム（Ｂ、）としてポリゴンミラー（４）を用いて走査
するように構成しである。

ポリゴンミラー（４）の反射面（４ａ）で反射されりｉ
ｌｔのレーザビーム（Ｂ３）は、第２０５偏光ビームス
プリツタ（１６）により分離され、先の実施例と同じよ
うに、感光体ドラム（８）上において、副走査方向に僅
かに結像位置を異ならせた画像形成用レーザビーム（Ｂ
）としての２つのレーザビーム（ａｔ）、（ｕｚ）とし
て照射され、ひとつの画素の潜像を形成するように構成
されている。

なお、先の実施例と同じ構成部分については同一番号を
付すのみで説明は省略する。また、λ７２波長板（１４
）に替えて、サバール板やファラデーセル等の偏波面回
転器を用いてもよく、要するに、偏波面回転器は、ひと
つの直線偏光成分のみを有するレーザビーム（Ｂｏ）を
、互いに直交する２つの直線偏光成分を有するものに変
換できるものであればよい。

また、図示はしないが、半導体レーザ（１）を２個設け
、それらから発振される２つのレーザビームの偏光状態
や光路の位置を異ならせ、先の２つの実施例で示したよ
うな構成によって、副走査方向に位置を異ならせた２つ
のレーザビームとして感光体ドラム（８）に照射させる
ように構成してもよい。

そして、各画素を形成するレーザビームの数は、先の２
つの実施例で説明した、副走査方向に並ぶ２つに限定さ
れることはなく、副走査方向に並ぶ３つ以上であっても
よい。さらに、副走査方向の１つないし複数のレーザビ
ームに対して、変調周波数を上げたり照射を一定時間継
続させたりすることで、主走査方向に複数回レーザビー
ムを照射してひとつの画素を形成するように構成しても
よい。

即ち、換言すると、１回のレーザビームの照射で１ドツ
トの潜像が形成されるものとすると、ひとつの画素の潜
像を、主走査方向について又は副走査方向について、或
いは、その両方向について、複数のドツトの潜像から形
成するようにしてもよい。そして、例えば、先の実施例
で説明した副走査方向の複数のドツトからひとつの画素
を形成する場合には、各レーザビームが楕円形状に成形
されていれば円形の画素が、また、各レーザビームが真
円形状であれば副走査方向に長い楕円形の画素が形成さ
れる。

何れの構成による場合による場合でも、ひとつの画素を
複数のドツトから形成するから、各ドツトを形成するレ
ーザビームを同一の画素に対する変調信号に基づいて各
別に強度変調することで、階調再現性に優れた画像を得
ることができる。例えば、１１走査方向に並ぶ複数のレ
ーザビームの照射によってひとつの画素を形成する場合
には、夫々のレーザビームの光路に、ＰＬＺＴ素子等の
、印加電圧に応じて透過率の変化する光変調器を介装す
ることで、濃度パターン法による階調再現が可能になる
。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によるレーザビームプリ
ンタの走査装置は、夫々急な強度分布を有する複数の小
径のレーザビームを互いに一部が重複する状態で感光体
に照射することにより、ひとつの画素の潜像を形成する
ものである。そして、感光体上では、ひとつの画素の潜
像として、単一の大径のレーザビームを１回照射したと
きとほぼ同じ範囲の表面電位を減衰させながら、その周
縁において減衰率を大きなものにすることができるもの
である。

その結果、仮に、レーザビームの出力が変動したり電源
の変動によって現像闇値が多少変化したりしても、得ら
れる可視像における画素の寸法には大きな変化が生じる
ことがなく、画質を常に安定したものにできる。

従って、全体として、得られる可視像の画質において優
れた走査装置を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るレーザビームプリンタの走査装置の
実施例を示し、第１図は概略斜視図、第２図は２つのレ
ーザビームの強度分布を示すグラフ、第３図は１つのレ
ーザビームの強度分布を示すグラフ、第４図は別の実施
例を示す第１図に相当する概略斜視図である。 （８）・・・・・・怒光体、（Ｂ）・・・・・・画像形
成用レーザビーム、（Ｂｌ）、（ＢＺ）・・・・・・複
数のレーザビーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像情報に基づいて変調された画像形成用レーザビーム
   を走査することにより感光体に画素単位の潜像を形成す
   るレーザビームプリンタの走査装置であって、前記画像
   形成用レーザビームにより形成される画素の潜像を、各
   画素毎にその最大寸法よりも小径の複数のレーザビーム
   を互いに一部重複する状態で照射することで形成するも
   のであるレーザビームプリンタの走査装置。