JPS63279220A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JPS63279220A JPS63279220A JP62113853A JP11385387A JPS63279220A JP S63279220 A JPS63279220 A JP S63279220A JP 62113853 A JP62113853 A JP 62113853A JP 11385387 A JP11385387 A JP 11385387A JP S63279220 A JPS63279220 A JP S63279220A
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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。
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]
この発明は電子写真式カラー複写機あるいは、レーザプ
リンタな、どに適用して好適な画像形成装置、特に光偏
向子を光信号の偏向器として使用した光走査装置を有す
る画像形成装置に関する。
リンタな、どに適用して好適な画像形成装置、特に光偏
向子を光信号の偏向器として使用した光走査装置を有す
る画像形成装置に関する。
[発明の背景]
電子写真式カラー複写機などでは、原稿に対応した画像
48号により感光性の像形成体上に静電潜像を形成する
手段として、半導体レーザなどの光信号を使用するもの
がある。
48号により感光性の像形成体上に静電潜像を形成する
手段として、半導体レーザなどの光信号を使用するもの
がある。
レーザ光走査装置によってカラー記録するような場合に
は、色分解像ごとに静電像をずらしながら形成すること
が容易にでき、鮮明なカラー画体を記録することができ
る。
は、色分解像ごとに静電像をずらしながら形成すること
が容易にでき、鮮明なカラー画体を記録することができ
る。
そして、このレーザ光走査装置において、光信号を偏向
する偏向器としては、一般的に回転多面鏡や機械的ガル
バノミラ−が使用されている。
する偏向器としては、一般的に回転多面鏡や機械的ガル
バノミラ−が使用されている。
第15図は偏向器として回転多面鏡を使用したレーザ光
走査装置30の一例を示す構成図である。
走査装置30の一例を示す構成図である。
同図において、11はドラム状をなす像形成体を示し、
その表面にはopc、セレンなどの光導電性感光体表層
が形成され、光学像に対応した静電像(静電潜像)が形
成できるようになされている。
その表面にはopc、セレンなどの光導電性感光体表層
が形成され、光学像に対応した静電像(静電潜像)が形
成できるようになされている。
レーザ光走査装置30は、半導体レーザ31を有し、レ
ーザ31は画像情報を2値化した変調信号に基づいて光
変調される。
ーザ31は画像情報を2値化した変調信号に基づいて光
変調される。
レーザ31から出射されたレーザビームはコリメータレ
ンズ32及びシリンドリカルレンズ33を介して回転多
面鏡(ポリゴン)からなるミラースキャナ、すなわち偏
向器34に入射する。
ンズ32及びシリンドリカルレンズ33を介して回転多
面鏡(ポリゴン)からなるミラースキャナ、すなわち偏
向器34に入射する。
この偏向器34によってレーザビームが偏向され、これ
が結像用のf−θレンズ35及びシリンドリカルレンズ
36を通して像形成体11の表面に照射される。
が結像用のf−θレンズ35及びシリンドリカルレンズ
36を通して像形成体11の表面に照射される。
偏向器34によってレーザビームは像形成体11の表面
を一定速度で所定の方向aに走査され、これによって、
像露光がなされることになる。
を一定速度で所定の方向aに走査され、これによって、
像露光がなされることになる。
なお、39はフォトセンサを示し、ミラー38で反射さ
れたレーザビームを受けることにより、レーザビームの
走査開始を示すインデックス信号が得られ、このインデ
ックス信号を基準にして1ラインの画像デー、夕の書き
込みが行なわれることになる。40はレーザ31の駆動
回路である。
れたレーザビームを受けることにより、レーザビームの
走査開始を示すインデックス信号が得られ、このインデ
ックス信号を基準にして1ラインの画像デー、夕の書き
込みが行なわれることになる。40はレーザ31の駆動
回路である。
第16図は偏向器として機械式ガルバノミラ−を使用し
た場合の構成を示す。
た場合の構成を示す。
ガルバノミラ−スキャナー50は、周知のように、反射
ミラー51、駆動コイル52及びこれらを機械的に連結
するためのリガメント(回転支持棒)53とで構成され
る。
ミラー51、駆動コイル52及びこれらを機械的に連結
するためのリガメント(回転支持棒)53とで構成され
る。
駆動コイル52に所定周波数の駆動電流を供給すれば、
この駆動コイル52に所定の電磁力が作用するので、こ
れによって反射ミラー51が振動する。
この駆動コイル52に所定の電磁力が作用するので、こ
れによって反射ミラー51が振動する。
従って、反射ミラー51に上述した画体信号によって変
調された光信号を照射すれば、この光信号が偏向きれて
像形成体11上に到達するから、上述と同様な光走査が
なされることになる。
調された光信号を照射すれば、この光信号が偏向きれて
像形成体11上に到達するから、上述と同様な光走査が
なされることになる。
ざて、回転多面鏡を使用した偏向器34では、それ自体
が大きかったり、多面鏡駆動用のモータを必要としたり
する問題があるため、装置の小形化、高信頼化の隘路と
なっている。
が大きかったり、多面鏡駆動用のモータを必要としたり
する問題があるため、装置の小形化、高信頼化の隘路と
なっている。
ガルバノミラ−を使用する場合には、このような問題を
解決することができる。
解決することができる。
しかし、このガルバノミラ−であっても、反射ミラー5
1と駆動コイル52とを別々に製造した上で、リガメン
ト53に取り付けるものであるから、各部品が太き(な
るなどの他に、リガメント53が金属であるためミラー
を大きく振ることができず広角に振らすことが困難であ
る、長期の使用においては金属疲労が発生し、安定した
振動が得られなくなるなどの欠点がある。
1と駆動コイル52とを別々に製造した上で、リガメン
ト53に取り付けるものであるから、各部品が太き(な
るなどの他に、リガメント53が金属であるためミラー
を大きく振ることができず広角に振らすことが困難であ
る、長期の使用においては金属疲労が発生し、安定した
振動が得られなくなるなどの欠点がある。
このような欠点を解決するものとして、光偏向子を光信
号の偏向器として使用することが考えられる。
号の偏向器として使用することが考えられる。
光偏向子とは、機械式振動鏡であるガルバノミラ−と同
様な機能を有し、後述するように反射ミラー、これを駆
動する駆動コイルなどが同一の基板上に形成されたもの
である。
様な機能を有し、後述するように反射ミラー、これを駆
動する駆動コイルなどが同一の基板上に形成されたもの
である。
光偏向子としては、特公昭60−57052号、特公昭
60−57053号あるいは、第20回5ICE学術講
演会昭和56年7月予稿集「水晶光偏向子J(65−7
〜658頁)などに開示されたものを用いることができ
る。
60−57053号あるいは、第20回5ICE学術講
演会昭和56年7月予稿集「水晶光偏向子J(65−7
〜658頁)などに開示されたものを用いることができ
る。
この光偏向子は電磁オシログラフなどの偏向器として応
用されたものであるが、光偏向子を特定条件で用い、適
正な制御をすることによって、始めて光走査装置用の光
偏向子として使用することができる。
用されたものであるが、光偏向子を特定条件で用い、適
正な制御をすることによって、始めて光走査装置用の光
偏向子として使用することができる。
[発明が解決しようとする問題点]
ところで、上述したような光走査装置において、その偏
lfI器として光偏向子を応用しようとする場合には、
次のような解決すべき問題点がある。
lfI器として光偏向子を応用しようとする場合には、
次のような解決すべき問題点がある。
それは、電磁オシログラフなどでは、記録スポット径が
300〜500μ畑と大1<、、1.かも記録幅はたか
だか、100+a程度である。ミラーの振れ角に換算す
ると、凡そ13°である。
300〜500μ畑と大1<、、1.かも記録幅はたか
だか、100+a程度である。ミラーの振れ角に換算す
ると、凡そ13°である。
これに対して、複写機などでは記録幅は電磁オシログラ
フの2〜3倍(ミラーの振れ角としては70〜120°
程度)ある。
フの2〜3倍(ミラーの振れ角としては70〜120°
程度)ある。
そのため、光偏向子は広角かつ高速で振動させる必要が
ある。一方、記録解像度の関係から、記録スポット径は
30〜150umと非常に細い。
ある。一方、記録解像度の関係から、記録スポット径は
30〜150umと非常に細い。
よって反射ミラーに入射するビーム径は記録スツボト径
に反比例して大きくなる。
に反比例して大きくなる。
以上より、必要以上に反射ミラー径が大きいと、使用中
の風圧の影響などを無視することができず、また必要以
上に小ざいと、光信号のビーム径が欠如することになる
から、十分な記録濃度が得られないなどの問題を惹起す
る。
の風圧の影響などを無視することができず、また必要以
上に小ざいと、光信号のビーム径が欠如することになる
から、十分な記録濃度が得られないなどの問題を惹起す
る。
そこで、この発明ではこのような点を考慮し、光偏向子
における反射ミラーの大きき、特に主走査方向における
大きざを最良の大きざとなるように規定した光走査装置
を有する画像形成装置を提案するものである。
における反射ミラーの大きき、特に主走査方向における
大きざを最良の大きざとなるように規定した光走査装置
を有する画像形成装置を提案するものである。
[問題点を解決するための技術的な手段]上述の問題を
解決するため、この発明においては、画像信号により変
調された光信号を所定の方向に偏向する光偏向子を有し
、この光偏向子によって偏向された光信号で記録体を走
査して、画像情報をこの記録体上に書き込むようになす
と共に、光偏向子に設けられた反射ミラーにおける光信
号反射面の主走査方向に対する長&Dが、D≧1.64
X (λf / acos (1/4 f + a/
2))のように選定されてなることを特徴とするもので
ある。
解決するため、この発明においては、画像信号により変
調された光信号を所定の方向に偏向する光偏向子を有し
、この光偏向子によって偏向された光信号で記録体を走
査して、画像情報をこの記録体上に書き込むようになす
と共に、光偏向子に設けられた反射ミラーにおける光信
号反射面の主走査方向に対する長&Dが、D≧1.64
X (λf / acos (1/4 f + a/
2))のように選定されてなることを特徴とするもので
ある。
[作 用]
反射ミラーにおける光信号反射面の主走査方向に対する
長&Dとして、上述したように選定した場合には、レー
ザビームのビーム径に対して必要かつ十分な長さとなる
。従って、高速振動させても最小の風圧となるなど、最
も効率よく光偏向子を駆動できるようになる。
長&Dとして、上述したように選定した場合には、レー
ザビームのビーム径に対して必要かつ十分な長さとなる
。従って、高速振動させても最小の風圧となるなど、最
も効率よく光偏向子を駆動できるようになる。
反射ミラーにおける光信号反射面の副走査方向に対する
大ききは、主走査方向の長さに等しいか、小さく選定さ
れる。
大ききは、主走査方向の長さに等しいか、小さく選定さ
れる。
[実 施 例]
続いて、この発明に係る画像形成装置を、光信号として
レーザを使用した簡易型のカラー画像記録装置に適用し
た場合につき、第1図以下を参照して詳細に説明する。
レーザを使用した簡易型のカラー画像記録装置に適用し
た場合につき、第1図以下を参照して詳細に説明する。
第1図は、この発明を適用したレーザ記録装置及びその
制御系の概略構成を示す図である。
制御系の概略構成を示す図である。
カラー原稿は赤及びシアンの2色に色分解され、CCD
などの光電変換素子に入射されてカラー原稿が光電変換
されると共に、これが所定ビット数のデジタル信号に変
換されたのち色分!tillれる。
などの光電変換素子に入射されてカラー原稿が光電変換
されると共に、これが所定ビット数のデジタル信号に変
換されたのち色分!tillれる。
この例では赤、青及び黒の3色の色信号に色分lil!
きれる。
きれる。
色分離すれた各色信号は半導体レーザビームを用いた、
書き込み部Bを介して像形成体ll上に書き込まれて静
電像が形成きれる。その後、この色信号に対応する現像
器により現像されて色トナー像が形成されることになる
。
書き込み部Bを介して像形成体ll上に書き込まれて静
電像が形成きれる。その後、この色信号に対応する現像
器により現像されて色トナー像が形成されることになる
。
このような静電像形成及び現像プロセスが各色信号ごと
に繰り返されることにより、像形成体11上に単色トナ
ー像もしくは各色トナー像が重ね合された多色トナー像
が形成される。このような多色もしくは単色トナー像は
、記録紙上に転写、定着される。
に繰り返されることにより、像形成体11上に単色トナ
ー像もしくは各色トナー像が重ね合された多色トナー像
が形成される。このような多色もしくは単色トナー像は
、記録紙上に転写、定着される。
さて、操作パネル56のコピーボタンを操作することに
より、そのデータが操作部回路64を介して本体割部用
とルて使用されるCPUIに取り込まれ、その結果とし
て得られる原稿の走査開始信号がCPUIとシリアル通
信で連結された光学駆動用のCPU2に送出きれ、この
CP tJ 2と電気的に連結きれている原稿読み取り
部Aが駆動きれる。
より、そのデータが操作部回路64を介して本体割部用
とルて使用されるCPUIに取り込まれ、その結果とし
て得られる原稿の走査開始信号がCPUIとシリアル通
信で連結された光学駆動用のCPU2に送出きれ、この
CP tJ 2と電気的に連結きれている原稿読み取り
部Aが駆動きれる。
まず、原稿台81の原稿82が光学系により光走査きれ
る。
る。
この光学系は、蛍光灯85.86及び反射ミラー87が
設けられたキャリッジ84、■ミラー89及び89′が
設けられた可動ミラーユニット88で構成される。
設けられたキャリッジ84、■ミラー89及び89′が
設けられた可動ミラーユニット88で構成される。
キャリッジ84及び可動ユニット88はステッピングモ
ーター90により、スライドレール83上をそれぞれ所
定の速度をもって所定の方向に走行せしめられる。
ーター90により、スライドレール83上をそれぞれ所
定の速度をもって所定の方向に走行せしめられる。
蛍光灯85.86により原稿82を照射して得られた光
学情報(画像情報)が反射ミラー87、■ミラー89.
89’ を介して、光学情報変換ユニット100に導か
れる。
学情報(画像情報)が反射ミラー87、■ミラー89.
89’ を介して、光学情報変換ユニット100に導か
れる。
なお、カラー原稿の光走査に際しては、光学に基づく特
定の色の強調や減衰を防ぐため、蛍光灯85及び86と
しては、市販の温白色系の蛍光灯が使用きれる。また、
ちらつき防止のため、蛍光灯85及び86は、約40k
Hzの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁の定温
保持あるいは、ウオームアツプ促進のため、正特性サー
ミスターを使用したヒーターで保温きれている。
定の色の強調や減衰を防ぐため、蛍光灯85及び86と
しては、市販の温白色系の蛍光灯が使用きれる。また、
ちらつき防止のため、蛍光灯85及び86は、約40k
Hzの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁の定温
保持あるいは、ウオームアツプ促進のため、正特性サー
ミスターを使用したヒーターで保温きれている。
プラテンガラス81の両端部裏面側には標準白色板97
.98が設けられている。これは、標準白色板97.9
’8を光走査することにより画像信号を白色信号に正規
化するためである。
.98が設けられている。これは、標準白色板97.9
’8を光走査することにより画像信号を白色信号に正規
化するためである。
光学情報変換ユニット100はレンズ101、プリズム
102、ダイクロイックミラー103及び赤の色分解像
が投光されるCCD104と、シアン色の色分解像が投
光されるCCD105とで構成される。
102、ダイクロイックミラー103及び赤の色分解像
が投光されるCCD104と、シアン色の色分解像が投
光されるCCD105とで構成される。
光学系より得られる光信号はレン′ズ101により集束
され、プリズム102内に設けられたダイクロイックミ
ラー103により赤色光学情報と、シアン色光学情報、
に色分解される。
され、プリズム102内に設けられたダイクロイックミ
ラー103により赤色光学情報と、シアン色光学情報、
に色分解される。
それぞれの色分解像は各CCD104.105の受光面
で結像されることにより、電気信号に変換された画像信
号が得られる。画像信号は信号処理手段で信号処理され
た後、各色信号が書き込み部Bへと出力される。
で結像されることにより、電気信号に変換された画像信
号が得られる。画像信号は信号処理手段で信号処理され
た後、各色信号が書き込み部Bへと出力される。
信号処理手段は図示しないが、A/D変換手段の他、演
算処理手段、色分離手段、2値化手段等の信号処理回路
を含む。
算処理手段、色分離手段、2値化手段等の信号処理回路
を含む。
書き込み部Bは後述するように、水晶等を使用した光偏
向子からなる偏向器300を有し、色信号により変調さ
れたレーザビームはこの偏向器300によって偏向走査
される。
向子からなる偏向器300を有し、色信号により変調さ
れたレーザビームはこの偏向器300によって偏向走査
される。
偏向走査が開始されると、レーザビームを検出する光検
出素子39.45 (第2図参照)によりビーム走査が
検出されて、第1の色信号(例えば青信号)によるビー
ム変調が開始される。変調されたビームは高圧電源69
から所定の高圧電圧が供給された帯電器121によって
、一様な帯電が付与された像形成体11上を走査するよ
うになされる。
出素子39.45 (第2図参照)によりビーム走査が
検出されて、第1の色信号(例えば青信号)によるビー
ム変調が開始される。変調されたビームは高圧電源69
から所定の高圧電圧が供給された帯電器121によって
、一様な帯電が付与された像形成体11上を走査するよ
うになされる。
ここで、レーザビームによる主走査と、像形成体11の
回転による副走査とにより、像形成体11上には第1の
色信号に対応する静電像が形成されることになる。
回転による副走査とにより、像形成体11上には第1の
色信号に対応する静電像が形成されることになる。
この静電像は、青トナーを収容する現像器123によっ
て現像される。現像器123には高圧電′lR70から
の所定のバイアス電圧が印加されている。現像により青
トナー像が形成きれる。
て現像される。現像器123には高圧電′lR70から
の所定のバイアス電圧が印加されている。現像により青
トナー像が形成きれる。
なお、現像器123のトナー補給はCPUIからの指令
信号に基づいて、トナー補給手段66が制御されること
により、必要時トナーが補給されることになる。
信号に基づいて、トナー補給手段66が制御されること
により、必要時トナーが補給されることになる。
青トナー像はクリーニングブレード127の圧着が解#
された状態で回転され、第1の色信号の場合と同様にし
て第一2の色信号(例えば赤信号)に基づき静電像が形
成され、赤トナーを収容する現像器124を使用するこ
とによって、これが現像されて赤トナー像が形成される
。
された状態で回転され、第1の色信号の場合と同様にし
て第一2の色信号(例えば赤信号)に基づき静電像が形
成され、赤トナーを収容する現像器124を使用するこ
とによって、これが現像されて赤トナー像が形成される
。
現像器124には高圧電源70から所定のバイアス電圧
が印加ざ、れる。
が印加ざ、れる。
同様にして、第3の色信号(黒信号)に基づき静電像が
形成きれ、黒トナーが充填された現像器125により、
前回と同様にして現像される。その結果、像形成体11
上には多色トナー像が書き込まれたことになる。
形成きれ、黒トナーが充填された現像器125により、
前回と同様にして現像される。その結果、像形成体11
上には多色トナー像が書き込まれたことになる。
なお、ここでは3色の多色トナー像の形成について説明
したが、2色又は単色トナー像を形成することもできる
のは言うまでもない。
したが、2色又は単色トナー像を形成することもできる
のは言うまでもない。
現像処理としては、上述したように、高圧電源70から
の交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において
、像形成体11に向けて各トナーを飛翔させて現像する
ようにした、いわゆる非接触現像の例を示した。
の交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において
、像形成体11に向けて各トナーを飛翔させて現像する
ようにした、いわゆる非接触現像の例を示した。
現像器124.125へのトナー補給は、上述と同様に
CPUIからの指令信号に基づき、トナー補給手段67
.68が駆動されるもので、これによって各現像器12
4,125に所定量のトナー量が補給きれる。
CPUIからの指令信号に基づき、トナー補給手段67
.68が駆動されるもので、これによって各現像器12
4,125に所定量のトナー量が補給きれる。
一方、給紙装置141から送り出しロール142及びタ
イミングロール143を介して送給された記録紙Pは、
像形成体11の回転とタイミングを合わせられた状態で
、像形成体11の表面上に搬送される。
イミングロール143を介して送給された記録紙Pは、
像形成体11の回転とタイミングを合わせられた状態で
、像形成体11の表面上に搬送される。
そして、高圧電源71からの高圧電圧が印加された転写
極130により、多色トナー像が記録紙P上に転写され
、かつ分離極131により分離される。
極130により、多色トナー像が記録紙P上に転写され
、かつ分離極131により分離される。
分離された記録紙Pは定着装置132(これは定着ヒー
タ温度制御回路63により所定の温度に常時制御されて
いる)へと濃過されることにより定着処理がなされてカ
ラー画像が得られる。
タ温度制御回路63により所定の温度に常時制御されて
いる)へと濃過されることにより定着処理がなされてカ
ラー画像が得られる。
転写終了した像形成体11はクリーニング装置126に
より清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。
より清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。
クリーニング装置126においては、ブレード127に
より清掃されたトナーの回収をしやすくするため、ブレ
ード127に近接して設けられた金属ロール128に高
圧電源72から所定の直流電圧が印加される。この金属
ロール128が像形成体11の表面に非接触状態で配置
きれる。
より清掃されたトナーの回収をしやすくするため、ブレ
ード127に近接して設けられた金属ロール128に高
圧電源72から所定の直流電圧が印加される。この金属
ロール128が像形成体11の表面に非接触状態で配置
きれる。
ブレード127はクリーニング終了後、圧着を解除され
るが、解除時、取り残きれる不要トナーを除去するため
、ざらに補助クリーニングローラ129が設けられ、こ
のローラ129を像形成体11と反対方向に回転、圧着
することにより、不要トナーが十分に清掃、除去される
。
るが、解除時、取り残きれる不要トナーを除去するため
、ざらに補助クリーニングローラ129が設けられ、こ
のローラ129を像形成体11と反対方向に回転、圧着
することにより、不要トナーが十分に清掃、除去される
。
なお、第1図において、蛍光灯85.86を駆動するた
めの点灯制御回路61はCPU2からの指令信号で制v
sされる。同様に、ステッピングモータ90t1cPU
2の指令信号でその駆動回路62が制御きれることにな
る。
めの点灯制御回路61はCPU2からの指令信号で制v
sされる。同様に、ステッピングモータ90t1cPU
2の指令信号でその駆動回路62が制御きれることにな
る。
給紙装置141にはセンサ65aが設けられ、その検出
出力は紙サイズ検知回路65に供給きれて、その検出出
力がCPUIに供給される。
出力は紙サイズ検知回路65に供給きれて、その検出出
力がCPUIに供給される。
以上がこの発明を適用したレーザ記録装置の要部の概略
構成であるが、次に各部の構成などを第2図以下を参照
して詳細に説明しよう。
構成であるが、次に各部の構成などを第2図以下を参照
して詳細に説明しよう。
第2図は上述したレーザ記録装置に使用される光走査装
置30の、より具体的な関係を示すものである。
置30の、より具体的な関係を示すものである。
半導体レーザ31から出射されたレーザビームはコリメ
ータレンズ32でビーム形状が補正されたのち、シリン
ドリカルレンズ33、反射ミラー41を通過して偏向器
300に入射せしめられる。
ータレンズ32でビーム形状が補正されたのち、シリン
ドリカルレンズ33、反射ミラー41を通過して偏向器
300に入射せしめられる。
偏向W3ooでレーザビームが所定方向に所定の速度で
もって偏向される。偏向器300は後述するように光偏
向子310を有する。
もって偏向される。偏向器300は後述するように光偏
向子310を有する。
偏向されたレーザビームは走査用レンズ42及びシリン
ドリカルレンズ36を通過することにより像形成体11
上に結像されて静電像が形成される。
ドリカルレンズ36を通過することにより像形成体11
上に結像されて静電像が形成される。
シリンドリカルレンズ33.36は偏向器300に設け
られた反射ミラー(後述する)に、上下方向のあおりが
ある場合、そのあおりを補正するために使用されるもの
である。
られた反射ミラー(後述する)に、上下方向のあおりが
ある場合、そのあおりを補正するために使用されるもの
である。
ここで、一方のシリンドリカルレンズ36は、プラスチ
ック製のレンズを使用することができる。
ック製のレンズを使用することができる。
このようなプラスチックレンズを使用する場合には、レ
ンズの面形状を最適形状に合せることが比較的簡単にで
き、るため、光学系全体の性能を向上できるなどの利点
がある。
ンズの面形状を最適形状に合せることが比較的簡単にで
き、るため、光学系全体の性能を向上できるなどの利点
がある。
しかし、反射ミラーのあおりが非常に小さい場合は、上
述したシリンドリカルレンズ33.36は省略すること
もできる。
述したシリンドリカルレンズ33.36は省略すること
もできる。
走査用レンズ42はレーザビームを像形成体11の表面
に正しく結像させるためと、レーザビームが像形成体1
1上を等速走査できるようにするために使用される。
に正しく結像させるためと、レーザビームが像形成体1
1上を等速走査できるようにするために使用される。
ここで、光偏向子310がもつ固有振動数で振動させた
場合、この光偏向子310に設けられた反射ミラーの偏
向角θは、 θ=Aφsinωt ここに A:反射ミラーの最大偏向角 ω:角速度 t:時 間 で表ぎれるような正弦波偏向となる。
場合、この光偏向子310に設けられた反射ミラーの偏
向角θは、 θ=Aφsinωt ここに A:反射ミラーの最大偏向角 ω:角速度 t:時 間 で表ぎれるような正弦波偏向となる。
このため、レーザビームのスポット位置なθの関数X(
θ)としたとき、走査レンズ42として、X(θ)=A
−f−arC−8in(θ/A)ただし、fは走査レン
ズ42の焦点距離となる特性を持たせることにより、保
形成体11上におけるレーザビームのスポットの位置を
時間tの関数X (t)として表わした場合、上式より
X (t)=A−f・ωt となる。
θ)としたとき、走査レンズ42として、X(θ)=A
−f−arC−8in(θ/A)ただし、fは走査レン
ズ42の焦点距離となる特性を持たせることにより、保
形成体11上におけるレーザビームのスポットの位置を
時間tの関数X (t)として表わした場合、上式より
X (t)=A−f・ωt となる。
従って、上述したようにこの走査レンズ42を使用すれ
ば、レーザビームを等速運動に変換することができる。
ば、レーザビームを等速運動に変換することができる。
等速運動によって静電像を形成する場合には歪のない画
質を得ることができる。
質を得ることができる。
第2図に示すように走査方向の前後で、しかもこの走査
領域のうち非画像領域(有効画体領域外)の所定位置に
は、それぞれ光検出素子(インデックスセンサー)39
.45が配置される。
領域のうち非画像領域(有効画体領域外)の所定位置に
は、それぞれ光検出素子(インデックスセンサー)39
.45が配置される。
きて、このような光学走査系において、偏向器 30
0としては、第3図に示すような光偏向子310を使用
した偏向器が使用される。
0としては、第3図に示すような光偏向子310を使用
した偏向器が使用される。
第3図は偏向器300のうち、光偏向子310を図示し
たものであって、これはほぼ長方形状をなす縦長のフレ
ー、ム315を有し、そのほぼ中央部に駆動コイル3′
11が設けられる。そして、その上方部に反射ミラー3
12が形成され、この反射ミラー312の上方と、フレ
ーム315との間には、回転支持棒として機能するリガ
メント313が一体化されて形成されている。
たものであって、これはほぼ長方形状をなす縦長のフレ
ー、ム315を有し、そのほぼ中央部に駆動コイル3′
11が設けられる。そして、その上方部に反射ミラー3
12が形成され、この反射ミラー312の上方と、フレ
ーム315との間には、回転支持棒として機能するリガ
メント313が一体化されて形成されている。
駆動コイル311の下方にも、リガメント313が一体
形成されている。
形成されている。
このように光偏向子310は駆動コイル311、反射ミ
ラー312、回転指示用のリガメント313が一体的に
構成されたものである。
ラー312、回転指示用のリガメント313が一体的に
構成されたものである。
光偏向子310としては、エツチング加工がし易く、弾
性係数の大きな水晶、ガラス、石英等を使用することが
できる。
性係数の大きな水晶、ガラス、石英等を使用することが
できる。
光偏向子310として使用される水晶板の厚みtは、そ
の厚とが厚くなるほど、偏向子310がもつ固有振動数
が高くなるが、その反面、加工が困難になったり、振れ
角が小きくなってしまうために、その厚みtは0.lm
m=0.5mm程度が望ましい。
の厚とが厚くなるほど、偏向子310がもつ固有振動数
が高くなるが、その反面、加工が困難になったり、振れ
角が小きくなってしまうために、その厚みtは0.lm
m=0.5mm程度が望ましい。
水晶板を加工して光偏向子310を形成する場合、その
加工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチング技
術が応用きれ、これによって微細加工が可能になる。エ
ツチング加工された光偏向子310の表面は、電気的な
抵抗を下げるために、クロムメッキ処理後、通常銀メッ
キが施される。
加工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチング技
術が応用きれ、これによって微細加工が可能になる。エ
ツチング加工された光偏向子310の表面は、電気的な
抵抗を下げるために、クロムメッキ処理後、通常銀メッ
キが施される。
反射ミラー312は特に光源として半導体レーザを使用
する場合、その反射率を上げるため、金、銅、又はアル
ミ等のメッキ処理が施される。
する場合、その反射率を上げるため、金、銅、又はアル
ミ等のメッキ処理が施される。
さらに、反射ミラー312の表面の傷や、酸化を防ぐた
め、メッキ処理後の表面にSiO又はS i 02等の
保護膜をコーティングすることもできる。
め、メッキ処理後の表面にSiO又はS i 02等の
保護膜をコーティングすることもできる。
反射ミラー312は次のような大きざ及び形状に選定さ
れたものが使用される。
れたものが使用される。
すなわち、コリメータレンズ32を通過したレーザビー
ムの形状は、第4図Aに示すような形状となされている
のに対し、これがシリンドリカルレンズ33を通過する
ことにより、同図Bに示すような横長の楕円形状に変形
される。従って、反射ミラー312の形、状としては、
主走査方向に向って長くなる長方形状のものが使用され
る。
ムの形状は、第4図Aに示すような形状となされている
のに対し、これがシリンドリカルレンズ33を通過する
ことにより、同図Bに示すような横長の楕円形状に変形
される。従って、反射ミラー312の形、状としては、
主走査方向に向って長くなる長方形状のものが使用され
る。
反射ミラー312の横方向の最適な長さは走査用レンズ
(結像レンズ)42の焦点距離、像形成体11上に結像
されるビームスポットの径、あるいは像形成体11上に
おける走査幅等によって相違する。
(結像レンズ)42の焦点距離、像形成体11上に結像
されるビームスポットの径、あるいは像形成体11上に
おける走査幅等によって相違する。
すなわち、この横方向の長iDは、次式によって決定さ
れる。
れる。
D≧1.64X (λf / dcos (1/4
f + a/ 2))ここに、λはレーザの波長で、 750rv≦λ≦820na+ の範囲の波長が使用きれる。
f + a/ 2))ここに、λはレーザの波長で、 750rv≦λ≦820na+ の範囲の波長が使用きれる。
dは像形成体上での主走査方向(1方向)のレーザビー
ムの直径で、解像度などの関係から次の値に選定されて
いる。
ムの直径で、解像度などの関係から次の値に選定されて
いる。
30 uma d≦150LLm
lは像記録体上における有効走査幅(第5図参照)で、
インデックスセンサに対する走査幅の増加分を3011
I11とし、85判からA3判までを記録対象とした場
合には、夫々の短辺が182mm。
インデックスセンサに対する走査幅の増加分を3011
I11とし、85判からA3判までを記録対象とした場
合には、夫々の短辺が182mm。
297mmであることから、lは、
210mm≦l≦330mm
となる。
αは反射ミラー312における入射ビームと反射後の光
軸中心とのなす角度である。この値が小さいと、反射ミ
ラー312そのものの形状も小きくすることができる。
軸中心とのなす角度である。この値が小さいと、反射ミ
ラー312そのものの形状も小きくすることができる。
第5図からも明らかなように、反射ミラー312による
反射ビームの振れ角の1/2をθとし、最大有効走査幅
に対応するビームの全振れ角の 1/2をθff1aにとした場合には、θwax≦α≦
π/2 に選定するのが望ましい。
反射ビームの振れ角の1/2をθとし、最大有効走査幅
に対応するビームの全振れ角の 1/2をθff1aにとした場合には、θwax≦α≦
π/2 に選定するのが望ましい。
fは走査用レンズ42の焦点距離であって、その下限は
有効走査幅lで決るから、 fθ≧1 となる。
有効走査幅lで決るから、 fθ≧1 となる。
また、第6図に示すように、走査用レンズ42の最大画
角をβをした場合、θが取り得る最大値は走査用レンズ
4.2が取り得る最大画角βで決まるから、両者の関係
は、 θ=2β 走査用レンズ42の最大画角βは、これが余り大きいと
、その設計、製造が技術的に困難となり、これに伴なっ
てコストアップを招来することになる。そのため、 β≦π/3 の値に選定されるのが一般的であり、また経済的でもあ
る。
角をβをした場合、θが取り得る最大値は走査用レンズ
4.2が取り得る最大画角βで決まるから、両者の関係
は、 θ=2β 走査用レンズ42の最大画角βは、これが余り大きいと
、その設計、製造が技術的に困難となり、これに伴なっ
てコストアップを招来することになる。そのため、 β≦π/3 の値に選定されるのが一般的であり、また経済的でもあ
る。
焦点距離fの上限は、レーザ記録装置に適した光学系の
大きざより、 f≦500mm 程度が適当である。その結果、焦点距離「は、(3/2
) rt l≦f≦500mmとなる。
大きざより、 f≦500mm 程度が適当である。その結果、焦点距離「は、(3/2
) rt l≦f≦500mmとなる。
なお、反射ミラー312などの光偏向子310の各構成
部材は、これらを一体成形する必要上上述したようにエ
ツチングによって成形される。従って、エツチング速度
の遅速によって、第7図にその断面形状を示すように、
その厚き方向が表裏面側ともテーパー状にエツチングさ
れることになる。
部材は、これらを一体成形する必要上上述したようにエ
ツチングによって成形される。従って、エツチング速度
の遅速によって、第7図にその断面形状を示すように、
その厚き方向が表裏面側ともテーパー状にエツチングさ
れることになる。
そのため、横方向の実効的な長さD′は基板の厚みtを
考慮して、 D′≧D+2 t に選定されることになる。
考慮して、 D′≧D+2 t に選定されることになる。
このように、反射ミラー312の横方向の長さDは走査
用レンズ42の焦点距離、像形成体11上に結像される
ビームスポットの径、あるいは像形成体11上における
走査幅などから、必要かつ十分な長さに決定されるもの
である。
用レンズ42の焦点距離、像形成体11上に結像される
ビームスポットの径、あるいは像形成体11上における
走査幅などから、必要かつ十分な長さに決定されるもの
である。
反射ミラー312の縦方向(副走査方向)の長きは、横
方向の長きDに等しいか、これより小きく選定される。
方向の長きDに等しいか、これより小きく選定される。
従って、長さDの数分の1に選定したときの形状の一例
を示すと、第3図に示すような形状となる。
を示すと、第3図に示すような形状となる。
続いて、これらの具体的な数値の一例を示す。
ただし、条件を次のように定める。
1、α=60゜
2、λ=750nm、780nm、820no+3、記
録紙サイ、ズ=A4.A3 4、記録密度 240dot/1nch (d =106μm)300
dot/1nch (d =85 a m)400do
t/1nch (d =64um)480dot/1n
ch (d =53μm)これらの条件の下で、走
査用レンズ42の焦点距1tIfを変化きせると、第8
図及び第9図に示すような長さDに選定すればよい。第
8図はA4サイズの場合であり、第9図はA3サイズの
場合である。
録紙サイ、ズ=A4.A3 4、記録密度 240dot/1nch (d =106μm)300
dot/1nch (d =85 a m)400do
t/1nch (d =64um)480dot/1n
ch (d =53μm)これらの条件の下で、走
査用レンズ42の焦点距1tIfを変化きせると、第8
図及び第9図に示すような長さDに選定すればよい。第
8図はA4サイズの場合であり、第9図はA3サイズの
場合である。
第8図及び第9図の数値をさらに簡略化すると、第10
図のようになる。
図のようになる。
また、変倍等の処理を考慮すると、その指定倍率に応じ
て記録密度(ドツト密度)を変更した方がペターである
。記録密度を考慮すると、そのときの最適な長さDは第
11図に示すようなものとなる。
て記録密度(ドツト密度)を変更した方がペターである
。記録密度を考慮すると、そのときの最適な長さDは第
11図に示すようなものとなる。
反射ミラー312の形状の変形例を第12図に示す。
同図Aは、長方形状をなし、同図Bはひし形彫状であり
、同図Cは長方形の各四辺の隅を切り落とした状態の形
状であり、又同図りは横長の楕円形状をなす。
、同図Cは長方形の各四辺の隅を切り落とした状態の形
状であり、又同図りは横長の楕円形状をなす。
高速で反射ミラー312を振動さ゛せるような場合には
、特に空気抵抗が問題となるので、このような場合には
、同図りあるいは第3図に示すような楕円形状をなす反
射ミラーとた方がよい。
、特に空気抵抗が問題となるので、このような場合には
、同図りあるいは第3図に示すような楕円形状をなす反
射ミラーとた方がよい。
光偏向子310は第13図に示すように、フレーム31
5の一部が欠如した構成とすることもできるし、第14
図に示すような構成とすることもできる。第14図はリ
ガメント313として、弾力を強くした構造の一例であ
る。
5の一部が欠如した構成とすることもできるし、第14
図に示すような構成とすることもできる。第14図はリ
ガメント313として、弾力を強くした構造の一例であ
る。
光偏向子310の駆動方法は自励式でもよければ、外部
信号によって強制的にその周波数に引き込ませる他励式
でもよい。
信号によって強制的にその周波数に引き込ませる他励式
でもよい。
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、走査用レンズ
42の焦点距離、像形成体11上に結像されるビームス
ポットの径、あるいは像形成体11上における走、査輻
等を考慮して、反射ミラー312の積方向の長さDを選
定したものである。
42の焦点距離、像形成体11上に結像されるビームス
ポットの径、あるいは像形成体11上における走、査輻
等を考慮して、反射ミラー312の積方向の長さDを選
定したものである。
これによれば、記録装置の性能にマツチした最適な大き
さの光偏向子を構成することができる。
さの光偏向子を構成することができる。
従って、反射ミラーが小き過ぎたり、大きすぎたりする
ことがない。
ことがない。
以上のことから、この発明では経済性、効率性の優れた
光偏向子310を構成することができ、その結果、高信
頼性、高品質の画像形成装置を提供することができる。
光偏向子310を構成することができ、その結果、高信
頼性、高品質の画像形成装置を提供することができる。
従って、上述したように簡易形のカラー複写機、あるい
はレーザプリンタなどのレーザ記録装置に適用し、て極
めて好適である。
はレーザプリンタなどのレーザ記録装置に適用し、て極
めて好適である。
第1図はこの発明に係る画像形成装置をカラー画像記録
用の記録装置に適用した場合の一例を示す要部の構成図
、第2図は光偏向子を使用したときの光学系の要部を示
す図、第3図は光偏向子の一例を示す図、第4図はレー
ザビームのドツト形状の説明図、第5図はこの発明の説
明に供する光学走査系の説明図、第6図はビームスポッ
トの説明図、第7図は光偏向子の断面図、第8図〜第1
1図は反射ミラーの大きざの一例を示す図、第12図は
反射ミラーの形状の他の例を示す図、第13図及び第1
4図は光偏向子の他の例を示す構成図、第15図は回転
多面鏡を使用した光学系の一例を示す構成図、第16図
は機械式振動ミラーを使用した光学系の一例を示す構成
図である。 A・・・原稿読み取り部 32・・・コリメータレンズ 33.36・・・シリンドカルレンズ 42・・・走査用レンズ 123〜125・・・現像器 300・・・偏向器 310・・・光偏向子 311・・・駆動コイル 312・・・反射ミラー 313・・・リガメント D・・・反射ミラーの主走査方向 の長き D′ ・・・実効的な主走査方向 の長き 特許出願人 小西六写真工業株式会社第2図 第3図 310:L倫百子 第4図 A [3 □去走査方向 第5図 ドラム面 第6図 第7図 □D−刊 第10図 第11図 第12図 A [3C、D □主り食方筒 第13図 310二尤偏向÷ 第14 vA り9:先漸閤手 第15図 3o:レーイ尤jL査掟i
用の記録装置に適用した場合の一例を示す要部の構成図
、第2図は光偏向子を使用したときの光学系の要部を示
す図、第3図は光偏向子の一例を示す図、第4図はレー
ザビームのドツト形状の説明図、第5図はこの発明の説
明に供する光学走査系の説明図、第6図はビームスポッ
トの説明図、第7図は光偏向子の断面図、第8図〜第1
1図は反射ミラーの大きざの一例を示す図、第12図は
反射ミラーの形状の他の例を示す図、第13図及び第1
4図は光偏向子の他の例を示す構成図、第15図は回転
多面鏡を使用した光学系の一例を示す構成図、第16図
は機械式振動ミラーを使用した光学系の一例を示す構成
図である。 A・・・原稿読み取り部 32・・・コリメータレンズ 33.36・・・シリンドカルレンズ 42・・・走査用レンズ 123〜125・・・現像器 300・・・偏向器 310・・・光偏向子 311・・・駆動コイル 312・・・反射ミラー 313・・・リガメント D・・・反射ミラーの主走査方向 の長き D′ ・・・実効的な主走査方向 の長き 特許出願人 小西六写真工業株式会社第2図 第3図 310:L倫百子 第4図 A [3 □去走査方向 第5図 ドラム面 第6図 第7図 □D−刊 第10図 第11図 第12図 A [3C、D □主り食方筒 第13図 310二尤偏向÷ 第14 vA り9:先漸閤手 第15図 3o:レーイ尤jL査掟i
Claims (4)
- (1)画像信号により変調された光信号を所定の方向に
偏向するもので同一基板で形成された光偏向子を有し、 この光偏向子によって偏向された光信号で記録体を走査
して、画像情報をこの記録体上に書き込むようになすと
共に、 上記光偏向子に設けられた反射ミラーにおける光信号反
射面の主走査方向に対する長さDが、D≧1.64×{
λf/dcos(l/4f+α/2)}のように選定さ
れてなることを特徴とする画像形成装置。 - (2)上記光偏向子に設けられた反射ミラーにおける光
信号反射面の副走査方向に対する大きさが、上記主走査
方向の長さに等しいか、小さいことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の画像形成装置。 - (3)上記光偏向子が水晶基板からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1及び第2項記載の画像形成装置。 - (4)上記光信号の光源として半導体レーザが使用され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項
記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62113853A JPS63279220A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 画像形成装置 |
US07/490,518 US5010353A (en) | 1986-07-04 | 1990-03-01 | Laser recorder with integrally molded deflector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62113853A JPS63279220A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63279220A true JPS63279220A (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14622711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62113853A Pending JPS63279220A (ja) | 1986-07-04 | 1987-05-11 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63279220A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-05-11 JP JP62113853A patent/JPS63279220A/ja active Pending
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