JPS636581A - 電子写真プリンタ - 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〕 本発明は電子写真プリンタに係り、特に感光性記録媒体
上に光情報を照射し、電子写真プロセスを用いて記録紙
上に情報を記録する占有床面積を最小にするのに好適な
電子写真プリンタに関するものである。

〔従来の技術〕

まず、走査光学系を適用した記録装置としてし一ザビー
ムプリンタを例にとって従来技術について説明する。

第２図は従来のレーザビームプリンタの概略構成を示す
斜視図である。第２図において、レーザダイオード１は
レーザ駆動回路２によってパルス変調制御されたレーザ
ビームを発生する。レーザダイオード１で発生したレー
ザビームは、結合レンズ３によって集光されて光ビーム
となり１回転多面鏡４で偏向走査され、Ｆθレンズ５で
絞られて光導電性感光ドラム６の被照射面上に結像し。

微小なビームスポットを形成する。電子写真方式のレー
ザビームプリンタにおいては、感光ドラム６の周囲に電
子写真プロセスに必要な帯電器７゜現像器８．転写器９
等が配置されている。すなわち、図示しない駆動源によ
って図示矢印Ａ方向に回転させられる感光ドラム６の表
面は、帯電器７によって均一に帯電され、次に、前述の
走査光学系によってレーザビームで走査露光されて静電
潜像が形成される。現像器８は、磁性微粉トナーによる
１成分現像剤または磁性キャリアと微粉トナーを混合し
た２成分現像剤を磁気ロールに吸着した磁気ブラシによ
って感光ドラム６を摺擦して静電潜像を現像し、感光ド
ラム６上にトナー像を形成する。−方、図示しない給紙
機構によって搬送される記録紙１０は、感光ドラム６と
接触して静電転写器９によって感光ドラム６の表面上の
トナー像が転写される０以上のプロセスによってレーザ
ビームプリンタは所定の情報を記録することができる。

さらに、これらの機能を制御するものとして、変調信号
の同期をとるための小反射鏡１１゜光検出器１２．同期
信号発生回路１３．印字信号制御回路１４などが配置さ
れている。

第３図は従来の一般的なレーザビームプリンタの主要構
成を示す断面図である。第３図において、前述した電子
写真プロセスは、第２図で説明した構成要素が感光ドラ
ム６を中心に図示のようにプロセスの順にしたがって配
置してあり、それ以外に、転写機感光ドラム６の表面に
残留したトナーを除去するためのクリーニング手段１５
．感光ドラム６の表面に残留した電荷を除去するイレー
ズランプ１６が配置しである。−方、給紙カセット１７
に収納された記録紙１０は、給紙ローラ１８によって給
紙カセット１７から繰り出され、上下のレジストローラ
対１９．１９’でタイミングを整合された後、転写部分
に搬送されてトナー像を転写される。その後、記録紙１
０はさらに定着器２０でトナー像を定着されて上下の排
出ローラ対２１．２１’　によって排紙トレイ２２上に
排出される。

以上述べたレーザビームプリンタにおいて、電子写真プ
ロセスの各要素は、転写の安定性を重視して、記録紙１
０が重力方向に対して安定に走行可能な配置をとるのが
通例である。つまり、感光ドラム６の中心を通る鉛直線
に対して下側に転写器９を配置し、これを基準として他
の要素をプロセスの順にしたがって配置すると、第３図
に示す構成が自然にできあがることになる。

また、光導電性感光ドラム６は、露光後に露光された部
分の電位が低下する。いわゆる光減衰に時間を要するた
め、露光部と非露光部との電位差、すなわち、潜像の電
位コントラストを充分に確保するため、露光から現像ま
での間隔を極力大きくとることが望まれる。したがって
、第３図から明白にわかるように、露光部分は感光ドラ
ム６の上側（転写器９と対向する位！りに位置せざるを
得ない。

一方、レーザダイオード１（第２図参照）は、その寿命
および発光出力特性の温度依存性が他の半導体素子に比
べて大きいため、周囲温度の変化が極力少ない位置に配
置されるのが通例であり、熱定着方式を主流とする電子
写真方式のレーザビームプリンタにおいては、必然的に
定着１１２０と反対側に位置することになる。さらに、
現像器８は、トナーの補給容量を大きくする目的で他の
プロセス構成要素に比較して大きな空間を占有するのが
通例であり、レーザ走査光学系２３は、その光路を現像
器８の上方を通過した後、反射鏡２４で折り曲げで感光
ドラム６の上方に達するように構成される必然性を有す
る。

以上述べた従来の一般的構成からなるレーザビームプリ
ンタは、記録紙の給、排紙装置を含めると、記録紙の搬
送方向に長い形状となり、その結果、据付床面積、すな
わち、レーザビームプリンタの占有床面積が大きくなる
傾向を有する。この点、電子写真方式以外の記録装置、
例えば、感熱転写方式、デイジ−ホイール方式、ワイヤ
ドツト方式等のプリンタば、圧倒的に小さな占有床面積
で済むという特徴を有しており、このため、その軽便さ
を利点としてワードプロセッサ、パーソナルコンピュー
タ等の汎用ＯＡ機器に広く用いられているのが現状であ
る。

しかしながら、近年、レーザビームプリンタの高速性、
低騒音、高解像度といった長所が認められて、パーソナ
ルユースのプリンタとしての需要が高まっている。これ
とともに従来の軽便なプリンタと同程度の小形化が強く
求められるようになってきた。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上述べたように、従来のレーザビームプリンタの小形
化、特に占有床面積の低減が望まれており、それを実現
する方法として電子写真プロセスの小形化、、給排紙装
置の構成方法等に工夫がこらされており、−方、走査光
学ユニットを小形化する方法として回転多面鏡の偏向角
を大きくして光路長を短縮することが考えられているが
、その方法には以下に示す理由から一定の限界がある。

（１）Ｆθレンズの画角が大きくなって収着が増え。

結像性能を低下させる。

（２）回転多面鏡の偏向反射点が回転とともに出入りす
る量が増え、Ｆθレンズの結像性能を低下させる。

（３）回転多面鏡の回転数が増加し、騒音２回転精度、
寿命の低下をもたらす。

（４）光学素子への入反射屈折角の変化が大きくなり、
光路効率が走査方向で変動する。

（５）画角の増大にともなってＦθレンズの径が大きく
なってコスト高となり、また、収差補正にともなってレ
ンズの枚数が増え、同様にコスト高となる。

したがって、従来の走査光学系では、回転多面鏡の面数
は最小６面、実用上の偏向角は１００度。

光路長は回転多面鏡と感光ドラム間で２００−が限界で
あった。つまり、他の構成要素に対して走査光学系の小
形化は難しく、これがレーザビームプリンタの小形化を
阻害していた。

これに対して、近年、ＬＥＤアレイや液晶シャッタを用
いた露光手段が実用化されてきており、これらを用いる
ことにより装置の小形化が実現されるが、光源が膨大な
数の集合体となるため、その信頼性および変調の方法に
難点があり、まだ広く普及するに至っていない。

要するに、従来、走査光学系に用いられるＦθレンズは
、３枚以上の球面単レンズを鏡筒に収納して構成されて
おり、比較的大きな光学要素であった。また、回転多面
鏡を用いる走査光学系には、回転多面鏡の面倒れな補正
する目的で、長尺の凸シリンドリカルレンズを感光ドラ
ム近傍に設ける方法が知られているが、これも走査光学
系を小形化しにくくする一因として挙げられる。

これに対して、特開昭５７−１４４５１６号公報で提案
されている倒れ補正機能を有する走査光学系では。

Ｆθレンズを２枚の単レンズで構成する非常にシンプル
な走査光学系が実現可視であることを示しているが、こ
れによれば、Ｆθレンズは回転多面鏡の偏向点から順に
球面単レンズとトーリック面を有する２枚の単レンズか
らなり、単レンズ相互間は空隙を持って隔離しており、
走査光学系の小形化にはそれほど大きな効果はないもの
と思われる。

本発明の目的は、光路を最小限まで短縮して走査光学系
を小形化でき、かつ、プリンタの占有床面積を小さくで
きる電子写真プリンタを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、光情報を照射する手段は、光源と、この光
源からの光を感光性記録媒体上に偏向走査する偏光走査
手段と、この偏光走査手段と上記感光性記録媒体間の光
路中に位置して上記偏向走査手段で偏向された光を受け
て上記感光性記録媒体の被走査面上に結像する結像光学
手段および偏向走査された光の光路を変化させる反射あ
るいは屈折手段を有し、上記結像光学手段は複数の単レ
ンズで構成され、走査される光の光路が上記単レンズ相
互間の空隙を少なくとも２回通過して上記感光性記録媒
体上に達するように構成してあり、情報を記録する記録
紙を収納する給紙カセットおよび記録済みの上記記録紙
、を収納する排紙トレイがそれぞれ上記感光性記録媒体
の中心を通る水平線よりも上方に配置され、給紙から排
紙に至る上記記録紙の搬送経路が上記光情報を照射する
手段を挾むように構成して達成するようにした。

〔作用〕

走査される光の光路がＦθレンズの複数の単レンズ相互
間の空隙を少なくとも２回通過して感光性記録媒体上に
達するようにしたので、光路を最少限まで短縮すること
ができ、また、情報を記録する記録紙を収納する給紙カ
セットおよび記録済みの記録紙を収納する排紙トレイを
それぞれ感光性記録媒体の中心を通る水平線よりも上方
に配置し、給紙から排紙に至る記録紙の搬送経路を情報
を照射する手段を挾むようにしたので、プリンタの占有
床面積を小さくすることができる。

〔実施例〕

次に本発明を第１図に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の電子写真プリンタの一実施例を示す断
面図であり、第３図と対応する構成要素は同一符号をつ
けて示しである。

第１図においては、電子写真プロセスの小形化は勿論の
こと、記録紙の給排紙を含めた搬送経路に工夫をこらし
である。すなわち、第３図に示す従来の装置では、給紙
カセット１７および排紙トレイ２２がレーザビームプリ
ンタの筐体から外に張り出しており、これが実質的にレ
ーザビームプリンタの据付床面積を大きくしている。そ
こで、給紙カセット１７をレーザビームプリンタの筐体
上に配置するようにした。また、排紙トレイ２２につい
てもレーザビームプリンタの筐体が占める容積内に配置
するようにした。このようにするとレーザビームプリン
タの占有床面積は実質的に使用する記録紙の大きさにほ
ぼ等しい値まで低減できる。

第１図において、給紙カセット１７は、レーザビームプ
リンタの上部に配置してあり、排紙トレイ２２も同様に
レーザビームプリンタの上部に配置しである。このよう
にすることにより、従来、レーザビームプリンタから外
側に張り出していた給排紙機構をほとんど内装すること
ができ、占有床面積を大幅に低減することができる。

これに対応して走査光学系２３は以下のように構成した
。すなわち、回転多面鏡４で偏向走査されたレーザビー
ムは、２枚の単レンズで構成されたＦθレンズ５の第１
の単レンズ５ａおよび第２の単レンズ５ｂを通過した後
、第１の反射鏡２５゜第２の反射鏡２６で図に示すよう
に反射し、再び第１の単レンズ５ａと第２の単レンズ５
ｂ間の空隙を通過して感光ドラム６の被走査面上に結像
する。これを第３図と比較すると、走査光学系２３の光
路が２度の折返しを受け、さらに２つの単レンズ５ａ、
５ｂ間の空隙を通過するので、走査光学系２３が最小の
寸法に短縮されていることが明らかである。

さらに特筆すべき特徴は、第２の単レンズ５ｂが、感光
ドラム６の中心を通る鉛直線上に対して回転多面鏡４と
反対側へ張り出した位置まで移動可能となる点である。

従来、レーザビームの光路を空間で交差させるように光
路を折りたたんで走査光学系を小形化する試みがなされ
ていたが１本発明では上記の光路構成を採用することに
よって、少なくとも第２の単レンズ５ｂの寸法骨は従来
の方式よりも小形化できる。

さらに他の特徴点は、回転多面鏡４と感光ドラム６の間
隔が非常に短かくなる点である。すなわち、感光ドラム
６を中心として第１図の右側の空間が少なくて済む、こ
れによって、レーザビームプリンタの筐体寸法は従来例
のように走査光学系２３によって規制されることがなく
、大幅に低減することができる。

ところで、第１図において、記録紙１ｏの動作をみると
、給紙ローラ１８によって給紙カセット１７から繰り出
された後、レジストローラ対１９゜１９′によって整合
され、次に、感光ドラム６の下面に達し、転写器９でト
ナー像を転写される。

この時点で記録紙１０は、第１図における重力方向の上
面にトナー像をのせている。その後、記録紙１ｏは定着
器２０によってトナー像を熱定着され、排出ローラ２１
，２１’　によって排出経路をたどりながら再度反転し
、排紙トレイ２２上では、トナー像を下面にした状態で
収容される。

以上の動作からなる記録紙搬送経路を構成することによ
ってレーザビームプリンタの記録紙１０は、印写面を下
面にし、かつ、印写の順序にしたがって順次下から上へ
堆積されることになる。

したがって、複数枚のプリントを終了後、排紙トレイ２
２に堆積した記録済みの記録紙１０を取り出すだけで１
頁揃いが完了していることになる。

このような排紙方法はフェイスダウン方式と呼ばれ、取
り扱い性の面からプリンタに要求される重要な機能に数
えられている。なお、従来の構成では、第３図から明ら
かなようにフェイスアップ方式になることは自明である
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、Ｆθレンズを構
成する複数の単レンズ間の空隙を少なくとも２回レーザ
ビームを通過させる光路構成の走査光学系を用い、給紙
カセットおよび排紙トレイを記録装置の筐体上部に配置
するようにしたので、全体構成の小形化を実現でき、そ
の占有床面積を小さくすることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真プリンタの一実施例を示す断
面図、第２図は従来レーザビームプリンタの概略構成を
示す斜視図、第３図は従来の一般的なレーザビームプリ
ンタの主要構成を示す断面図である。 １・・・レーザダイオード、２・・・レーザ駆動回路、
３・・・結合レンズ、４・・・回転多面鏡、５・・・Ｆ
θレンズ。 ５ａ・・・第１の単レンズ、５ｂ・・・第２の単レンズ
、６・・・光導電性感光ドラム、８・・・現像器、９・
・・転写器、１０・・・記録紙、１７・・・給紙カセッ
ト、１８・・・給紙ローラ、１９，１９’　　レジスト
ローラ対。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光性記録媒体上に光情報を照射し、電子写真プロ
   セスを用いて記録紙上に情報を記録するものにおいて、
   前記光情報を照射する手段は、光源と、該光源からの光
   を前記感光性記録媒体上に偏向走査する偏光走査手段と
   、該偏光走査手段と前記感光性記録媒体間の光路中に位
   置して前記偏向走査手段で偏向された光を受けて前記感
   光性記録媒体の被走査面上に結像する結像光学手段およ
   び偏向走査された光の光路を変化させる反射あるいは屈
   折手段を有し、前記結像光学手段は複数の単レンズで構
   成され、走査される光の光路が前記単レンズ相互間の空
   隙を少なくとも２回通過して前記感光性記録媒体上に達
   するように構成してあり、前記記録紙を収納する給紙カ
   セットおよび記録済みの前記記録紙を収納する排紙トレ
   イがそれぞれ前記感光性記録媒体の中心を通る水平線よ
   りも上方に配置され、給紙から排紙に至る前記記録紙の
   搬送経路が前記光情報を照射する手段を挾むように構成
   してあることを特徴とする電子写真プリンタ。 ２、前記光源はレーザビーム発生手段であり、前記偏光
   走査手段は回転多面鏡からなり、前記結像光学手段は複
   数の単レンズからなるＦθレンズを用いて前記感光性記
   録媒体上を電気信号情報にしたがつて変調された光スポ
   ットとして直線走査する走査光学系を含んでいる特許請
   求の範囲第１項記載の電子写真プリンタ。 ３、前記電子写真プロセスは、転写手段が前記感光性記
   録媒体の中心を通る水平線より下に位置している特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の電子写真プリンタ。 ４、前記走査光学系は、前記電子写真プロセスの前記感
   光性記録媒体の中心を通る水平線より上に位置している
   特許請求の範囲第２項または第３項記載の電子写真プリ
   ンタ。 ５、前記回転多面鏡は、前記感光性記録媒体の中心に対
   して前記電子写真プロセスの定着手段と反対側に位置し
   ている特許請求の範囲第２項または第３項または第４項
   記載の電子写真プリンタ。 ６、前記記録紙は、前記給紙カセット内に収納され、給
   紙ローラで繰り出され、レジストローラ対でタイミング
   を整合された後、転写、定着の工程を経て前記排紙トレ
   イ上に排出されるようにしてある特許請求の範囲第１項
   または第２項または第３項または第４項または第５項記
   載の電子写真プリンタ。