JPS6382165A - 画像形成装置 - 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］ この発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等に適用
して好適な画像形成装置、特に記録媒体への書き込みを
光偏向器により偏向されたレーザビームによって行うよ
うにした画像形成装置に関Ｊる。

「発明の背景」 従来、記録媒体への害ぎ込み系をレーザ光学装置で構成
−Ｉろものとし、では、複写機、プリンタ、フ）・クシ
ミリ等の画像形成装置がある。、このような画像形成装
置において、レーザビームを偏向走査する偏向器の光偏
向子としては、回転多面鏡、機械的振動子等が用いられ
ている１、そのなかでも耐久性や加■ニ精度の向１−に
、Ｊ：る量産性等が優わＩＩＸ回転多而多面鏡り多く用
いられている。

第１７図は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って、これは画像形成装置に使
用され１２例である、。

同図において、１１は１くラム状をなす記録媒体（以下
、像形成体として説明する）を示し、その表面には１シ
レンなどの先導電性感光体表層が形成さね、九゛′７′
像に対応しＩ：＝　Ｉ′ｉ１電像（静電潜像）が形成で
きるようになさ′れでいる。

レー→ノ′光走査装置３０は、！１′導体レーザ３１を
有し、レーｌ’　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１３ レーヘザ３１から出射されたレーザビームはコリメーヘ
タレンズ３？及びシリンドリカルレンズ；（：（を介し
て回転多面鏡（ポリゴン）からなるミラースギャナ、ず
なわ４）偏向器；３４に入射する５、この偏向器３４に
よってレーザビームか偏向され、これか結像用のｆ−０
レンズ３５及びシリシトリカルレンズ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
を所定の方向ａに走査ぎわ、こＪｌによって、像露光が
なされることになる。

なお、３９はフォトセンザを示し、ミラー３８て反射さ
れｌ−レーザビーム、を受けることにより、レーザビー
１、の走査開始を示ずインテ・ンクス４ｎ　”−＞が得
られ、このインデックス４ｒ”＋号を基準にし７１ライ
ンの画像データの書き込みが竹なわれることになる。

偏向器：３４としては図示するような回転多面鏡の他に
、機械式の振動鏡、例えは検流３１などで使用されてい
るカルバノミラーを使用することかてぎる。

機械式の振動鏡を用いてレーザビームを等逮捕＋Ｈしな
がら走査する例としては、特開昭５４−（′、０９４４
号に開示されているが゛、これはレンズ系に係わるもの
で、後述するように機械式振動子の欠点を未解決のまま
使用した装置である。

第１８図はこのようなガルバノミラ−の振動子５０の一
例を示す。

ガルバノミラ−の振動子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Ｉ−めのリガメント（回転支持棒）５３とで構成され
る１、駆動コイル５２は外部固定ｉ（１流磁界内に配置
される。

駆動二Ｉイル５２に所定周波数の駆動電流を供給１１＋
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。

従って、反射ミラー５１に一ヒ述した画像信号に、１゛
って変調された光信号を照射ずＡ′１ば、この光信号が
偏向されて像形成体１１１−に到達するから、上述と同
様な光走査がなざわることになる。

し発明か解決しようとする問題点］ ところで、上述した光走査装置においで、回転多面鏡を
使用する。ｌ：うなもので（１−、モータに多面体の鏡
を取り付け、これを回転駆動することに、ｌ、−ｖてレ
ーザを偏向するようにしｌ−偏向器であるｌ二めに、次
のような問題点を惹起する。

第１に、回転多面鏡自体が大ぎくなり、光走査装置の小
型化の隘路となる。

第２に、モータ駆動時に発生する回転音や回転多面鏡の
風切音が大きくなり、騒音、振動を軽減できない。

第３に、より小型化されＩコ回回転面鏡川の駆動モータ
の軸受は、通常玉軸受であるから、長期の使用により軸
受が摩耗し、回転の安定性が悪くなり、信頼性が劣化す
る。

第４に、玉軸受はモータでは、その駆動速度は周波数に
換算すると、１ｋｔ（ｚＢ度であるから、高速走査用と
しての使用には酬えられない。１空気軸受などの耐摩耗
性の軸受を使用する場合には、軸及び軸受の加工精度か
非常に厳しく、塵埃などによって軸の焼付が生じてしま
うなど、実際の偏向器としては大型で、非常に高価なも
のとな−）でしまうなどの、数々の問題点がある。

これに対して、第１８図に示すような機械式振動ミラー
を偏向器として使用する場合には、反射ミラー５１と駆
動コイル５２とを別々に製造した」二で、リガメント５
３に取り付けるものであるから、各部品が大きくなるな
どの他に、次のような欠点がある。

第１に、リガメントか金属であるためミラーを大きく振
ることが出来ず広角に振らすことが困難である。

第２に、リガメントも金属製であるため長期の使用にお
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。

以上の諸欠点は、寿命、信頼性の面より問題点を列挙し
たものであり、これらを要約すると、回転多面鏡を用い
た装置については、 １、大型化 ２、高レベル騒音 ３、振動 ４゜高速走査での軸受摩耗 ５、高コスト 等の欠点がある。

機械的振動子を用いた装置については、１、広角度走査
が困難 ２、リガメントの金属疲労による低い耐久性等の問題が
挙げられる。

一方、視点を代えて、ファクシミリ、プリンタ、複写機
等での要求性能の第１に上げられる画像品質、性能の面
から考察してみよう。

画像形成装置としては、高速走査時に最低限８〜１０ｄ
ｏｔｓ／ｍｍ以上、通常では１２〜３６　ｄｏｔｓ／　
ｍｍ程度の高画質、高解像力が要求される。

これに対して回転多面鏡特に、切削加工された回転多面
鏡を用いた画像成装置においては、要求される加工面精
度に対して、加工バイト跡、走査される平面の各部での
均一な垂直度、真直度、そり、又コーテング材あるいは
その処理の仕上り等のバラツキによって、レーザビーム
走査時にその反射面での光散乱による雑光を生じてしま
う。

これによって、画像コントラストの低下、解像力の低下
を招来し、これが基で画像品質に著しい影響を与える原
因となっている。

一方、機械的振動子に関してはリガメント、コイル、ミ
ラー等振動子を構成する各部材の材質や形状が相違する
ので、夫々の線膨張係数が相違する。、そのため、環境
条件、特に周囲温度変化及びコイルへの通電によって生
ずる発熱により、各部材の伸びや縮みに差が生ず゛るこ
とになる。

このような部材の伸縮は、特にミラ一部での張り、緩み
となって現れる。

ざらに偏光器の振動子と、これを支えるフレームとの間
での線膨張係数の差等によっても張り、緩み等が生ずる
。

このような張りや緩み特に、緩みは反射ミラーの而倒れ
やブレの原因となり、これは以下のような影響となって
現れる。

ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において要求
されるレーザビームのミラー振れ角が５０°〜６０’程
度以上で、且つ高速走査を行うという条件下においては
、偏向ミラー反射面の面倒れ、ブレ等があると、これか
基で走査線及びビームスポット径の歪が生じ、走査中の
記録媒体上での書き込み位置が不規則になったり、直線
の部分的な曲り、等間隔な線、点、列か不規則になった
り、又スポット径のブレによるボケ等が発生ずる。

これらはいずれも解像力やコントラストの低下をきたし
、画像品質劣化の原因となる。

また、上述の事柄は振動子を構成する各部材の質量差に
よっても影響される。そのため、比較的大型である機械
的振動子としては、その走査にあたって各部材間の慣性
モーメントのバランス差によっても書き込み位置の不規
則さなどが増幅される。従って、画質がざらに劣化して
しまう。

以上説明したような原因より生じる雑光あるいはボケ等
によるわずかな光であっても、記録媒体の現像特性に及
ぼす影響が大きく、画像カブリとしでＫＬ＜画像品質を
損なうことか確認されＬ−１３以１−の４１”うに、従
来の画像形成装置においては、偏向器どして回転多面鏡
あるいは機械式振動ミラー・を使用しているｆ−９）、
高価でかつ寿命が短かく、・εｉ１に伴」で記録装置の
（ｇ軸性の低下、ざら（、−二画像形成装置として重要
な画質の安定性を欠ぎ、画質の低下をざｔ二ずなと数〕
７の欠点を有［、、Ｔ　イｔ：：、。

そこで、この発明では、このような画像形成装置のもつ
欠点をことごく一掃しＩ−ものであって、小型、高信頼
性、高画質の画像形成装置を提案するもの−Ｖある。

Ｅ問題点を解決するための技術的な手段］［一連の問題
を解決するｔ二め、この発明においては、画像信号によ
り変調ぎれｔ−レー・ザビームを所定の方向に偏向する
偏向器と、この偏向器によ−ノて偏向ざねｊ、、レーザ
ビームが記録体上を走査する、−とに、１゛す、画像化
すを書き込むようにしｊ−画像１Ｆ三成装置において、 偏向器の振動子として、反射ミラー、駆動コイル及びリ
ガメン］・か同一の絶縁基板によって形成、Ｘれに、こ
とを持得灸とするも）の−Ｃある。。

この振動子どしては、例えは、特公昭６０−５７０５２
号、特公昭６０−５７０５　：３シシあるいは、第２０
回５ＩＣｔ号学術講演会昭和Ｆ３（３年７月ｊ’ｆｉ５
集「水晶光偏向子Ｊｌ（６５”？　＝　６５８頁）など
に開示きれｌ−ものを用いる５二どかで、さる１、１作
　川］ 駆動コイルに所定周波数の交流（７：　””ｆを供給ｊ
れは、この駆動コイルの形成ぎれＬ−振動子に所定の電
磁力か作用１７て、反９４ミラーは所定角度を１．って
所定の周波数で振動きれる、。

従−）で、画像信号（に］、−〕て変調４＼ねＩ−レー
ザビームを照射すればこのレーザビームが偏向さｉ′す
ることになるから、偏向後の１．・−リ゛ヒームを像形
成体にに結像きせることによ−、て、画像情報に対応し
７Ｌム静電像をこの像形成体トに形成することができる
。

特に、！−述しノ゛二ように振動子とし７で水晶を基板
どじ−（一体成形しＬ＝　４のを便用−・する場合には
、大きなねしりモーメントに耐え得る強度を有−する、
。

従って、この９Ｎ：、うな振動子の駆動コイルに、この
振動子の固ａ振動数、あるいはその近傍の振動数で振動
ざぜる駆動信号（交流信号）を供給すれば、偏向子に設
けらね１丁反射ミラーは所望の回転角度をもって所定の
振動数て均一、かつ安定に振動することになる。

なお、このような公知の文献に記載された振動子を有す
る偏向器は木質的には、電磁オシログラフ用などに開発
ぎわノーものであり、一般に、振れ角が小ぎく、十た振
動数も小ざいものである。

従−２で、このような偏向器を小型、高速のレーザプリ
ンタなどの画像形成装置に応用することは、困難と思わ
れていｔ−８ 本発明溝等は種々横側の結果、この光振動子を特定条件
で用い、適正な制御をすることによって、従来からの予
想に反し、高速走査が可能であるにも拘らず、高安定性
、高耐久性、かつ高画質か得られることが確認された。

し実施例１ 続いて、この発明に係る画像形成装置を、上述■　２ しノーカラー画像形成装置１１二適用し７ノ一場合につ
さ−、第１図以下を参照して詳細に説明する。Ｊ第１図
は、この発明を適用しノニ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。、カラー原稿は赤及びシ
アンの２色し１丁色分解ｉニー　Ｊｔ、ＣＣＤなどの光
電変播素子に入射さねてカラー原稿が光電変換３γれる
と共に、これが所定ビット数のデジタル信号に変１８！
！されｌ：の／・１色分離、γれる。

この例では赤、青及び黒の３色の色（、ｉ；二ｌｊに色
分離される。

色分離された各色信号は半導体レーザビームを用いＬ二
、書ぎ込み部Ｂを介して像形成体１１１−に書と込まね
て静電像が形成される。９その後、ごの色信号に対応す
る現像器に、ｌすｆＭ、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こと
に繰り返ぎれることにより、像形成体１１上に単色トナ
ー像もしくし１名−色トナー像が重ね合ざｔｌ、　ｉ二
多色ｌ・ナー像が形成さ４］る１つこのような多色もし
くは単色ｌ・ナー・像は、記録紙トに転写、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を介して本体制御用
として使用きれるＣＰＵＩに取り込まれ、その結末とし
て得られる原稿の走査開始信号がＣＰＵ１とシリアル通
信で連結された光学駆動用のＣＰＵ２に送出され、この
ＣＰＵ２と電気的に連結されている原稿読み取り部Ａが
駆動される。

まず、原稿台８１の原稿８２が光学系により光走査きれ
る。

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′か
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及び可動ミラーユニット８８はステッピ
ングモーター９０により、スライドレール８３」二をそ
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。

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され、また、ち
らつき防止のためこれら蛍光灯８５及び８６は、約４０
ｋＨｚ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されている。

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。

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ＣＣＤ　１０４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により集束き
れ、プリズム１０２内に設けられたダイクロイックミラ
ー１．０３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。

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。

書き込み部Ｂは後述するように、水晶等を使用した振動
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、レーザビームインデックスセ
ンシー（図示せず）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、−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ぎれる。

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。

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には高圧電源７０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
ー像が形成される。

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。

青トナー像はクリーニングブレード１２７の圧着が解除
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、これが現像ぎわで赤ｔ・ナー像か形成される
。

現像器１２４　ｔ：二は高圧電源７０から所定のバイア
ス電圧が印加さ、！するは言う士でもない。

同様にして、第３の色信号（黒信号）に基づき静電像か
形成され、黒トナーが充填ぎれＬ：現像器１２５により
、前回と同様にして現像される２、その結果、像形成体
１１−１−：、には多色トナー像が書ざ込十ねたことに
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〜る
のは言うまでもない。

現像処理として！ｔ１上述しｔ二ように、高圧電源７０
からの交流及び直流のバイアス電圧が印加さ１１ｉｊ　
状態において、像形成体１１に向けて各トナーを飛翔さ
１１て現像−Ｖるようにしｔこ、いわゆる非接触現像の
例を示しｒ：。

現像器１２４，１２５へのトナー補給は、上述と同様ｔ
こ（：　））　Ｕ　１からの指令信号に基づざ、ｌ・ナ
ー補給手段６７．６８が駆動されるもので、これに、［
っで各現像器１．２４，１２５に所定量のトナーＶか補
給され、る１、 一方、給紙装Ｎ１４１から送り出しローヘル１４２及び
タイミングロール１４；３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１、に搬送される。そして、
高圧電源７１から高圧電圧が印加されＩ−転写極１３０
により、多色トナー像が記録紙Ｐｌ−に転写され、か１
）分離１’ｉ　１３１により分離される１、 分離された記録紙Ｐは定着装置１３２（これは定石ピー
タ温度制御回路６３に、しり所定の山）度に常時制御さ
れている）へと搬送されること（こよ０定希処理がなさ
れてカラー画像か得られる。。

転写終了した像形成体１１はクリーニング装置１２６に
９しり清掃ぎ才′１、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Ｌ）−ト１？７
により清掃されノこトナーの回収をしやすくするため、
プレー１’　］　２７に近接して設ｃＪらねｌ二金属ロ
ール１２８に高圧電源７２から所定の直流電圧か印加さ
ねる。この金属ｌＴｌ−ル１２８が像形成体１１の表面
に非接触状態で配置される。

プレー１”　］　２７はクリーニング終了後、圧着を解
除されるか、解除時、取り残される不要トナーを除去す
るため、さ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、不要トナーか１・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ＣＰ　ｔＪ　２からの指令信号
で制御される。同様に、ステッピングモータ９０もＣＰ
Ｕ２の指令信号でその駆動回路６２が制御されることに
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に供給されて、その検出出
力がＣＰ　ｔＪ　］に供給される。

以上がこの発明を適用した画像形成装置の要部の概略構
成である。

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１＝画像形成装置に使用、Ｘれる光走査
装置３０の、より具体的な関係を示すしのである。

半導体レーザ３１から出射されたレーザビーム（士コリ
メータレンズ３とてビーム形状が祖１１Ｅさねｔこのち
、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。

偏向器３００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、１コり像形成体
１１上に結像されて静電像が形成される。

シリン１くリカルレンズ３３．３６は偏向器３００に設
けられた反射ミラー　（後述する）に、−１−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３、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■ｎ単にできるため
、光学系全体の性能を向」二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とい場合は、」
−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」二を等速走査できるようにするために使用される。

ここで、振動子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Ｏは
、 ｆ９＝Ａ壷ｓｉｎωｔ ここに Δ：反射ミラーの最大偏向角 ω：角速度 ｔ：時　間 て表されるような正弦波偏向動作となる。

このため、レーザビームのスポット位置をＯの関数ｘ（
Ｏ）としたとき、走査レンズ４２として、Ｘ（０）＝Ａ
−ｆ−ａｒｃ−８ｉｎ（Ｏ／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、像
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かできる。

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１、なお、このような走査レンズ
４２による等逮捕正手段を使用する代わりに、電気的補
正手段を使用して補正してもよい。

電気的補正手段としては、例えば第６０回画像電子学会
研究会、昭和６１年７月２０日講演予稿集「電磁ミラー
走査による半導体レーザプリンタ」に記載のものを流用
することができる。

きて、このような光学走査系において、偏１向器３００
に用いられる振動子としては、第３図あるいは第４図に
示す振動子が使用きれる。

第３図から説明しよう。第３図Ａは偏向器３００のうち
、その要部構成である振動子３０５そのものを図示した
ものであって、これは縦長の駆動コイル３１１と横長の
反射ミラー３１２とが一体的に構成されると共に、これ
らを機械的に支持するための一対のリガメント（回転支
持棒）３］３が一体形成されｔ：ものである。

従−ノで、これら振動子構成部材は１枚の基板をエツチ
ング加工などして形成することができる。

この振動子３０５はそのまま偏向器３００の支持部材（
図示せず）に８ｓ械的に取り付は固定してもよければ、
第３図Ｂに示すようにこの振動子３０５を支える縦長で
長方形状のフレーム３１５を設け、このフレーム３１５
を支持部材に取り付は固定するようにしてもよい。フレ
ーム３１５を設ける場合には、このフレーム３１５と振
動子：３０５とは一体的に構成されるものである。

なお、振動子３０５にフレーム３１５が付いたものを以
下偏向子（光偏向子）３１０と呼称する。

第４図は振動子３０５及び偏向子３１０のざらに他の例
を示すもので、この例ではリガメント３１３のバネ性を
ざらに付与した構成となっている。

そのため、この例ではリガメント芯３１．　：３　ａに
対して、その左右にジグザク状のバネ片３１３ｂが一体
形成され、上部のバネ片３１３ｂが反射ミラー３１２に
連結され、下部側にあるバネ片３１３ｂが駆動コイル３
１１に連結されることによって、振動子３０５（同図へ
）あるいは偏向子３１０（同図Ｂ）が構成きれる。

偏向子３］０としては、エツチング加工かし易く、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。

実施例では、水晶を使用した場合である。

偏向子３１０として使用される水晶板の厚みは、その厚
さが厚くなるほど、偏向子３１０かもつ固有振動＃Ａｆ
ｏが高くなるが、その反面、加工か困難になったり、振
れ角が小さくなってしまうｔ：めに、その厚みは０．１
ｍｒｎ〜０．５ｍｍ程度が望ましい。

水晶板を加工して偏向子３０５を形成する場合、その加
］−手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチング技
術か応用され、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。

また、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。さらに、反射ミラ
ー３１２の表面の傷や、酸化を防ぐｌ−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。

上述した振動子３０５の材質としては、特に線膨張係数
αの小きな電気絶縁性物質の結晶体及びそれに近い物質
を使用することができる。

具体的には、水晶（軸に／／であって、α＝７．５Ｘ１
０−６）の外、ダイヤモンＩく、石墨（α＝１．２〜５
．３Ｘ１０−６）、シリカ（α＝２．４Ｘ　１０−６）
　、透明石英ガラス（α＝５．４−Ｘ　］、　０−６）
　、けい素を原料とする不透明石英ガラス（α＝８Ｘ１
０−６）などがある。

石英ガラスの場合には、特に四酸化けい素からベルヌー
イ法で作られたものが高純度を示し好ましい。

これら物質の弾性率は、約２．５〜６Ｘ１０１０（単位
はＰａ＝Ｎ−ｍ２）程度である。この弾性率によって、
リガメント３１３、駆動コイル３１１、反射ミラー３１
２の各部間、ざらにリガメント３１３とフレーム３１５
の間にそれぞれ捩り慣性応力を与ることができる。

また、近年発達してきたセラミック材 （α＝７．０〜８．４Ｘ１０−６）も利用され得るもの
となってきた。

従って、振動子３０５あるいは偏向子３．１０の線膨張
係数αとしては約１０×１０−６以下のものが好ましい
と考えられ、その値の小ざい程基板としての対温度変化
に対して優れている。

然るに、一方振動子を形成する反射ミラー３１２などの
各材質を考えると（加工としては蒸着法によるものが適
する形態と考えられるが）、反射ミラー３１２のミラー
面には一般的には上述したような材料を使用すればよい
。

従って、Ａｕ　（α＝１４〜１５ｘｌＯ−６）、Ａｇ　
（ａ＝１９〜２０．５Ｘ１０−６）　、ＣｕＣａ　＝７
　Ｘ　１０−６）　、下地処理としてＣｒ　（ａ＝７．
０ＸＩＯ−６）　、Ｎｉ　　（ａ＝１２．８Ｘ１０−”
）が考えられる。

ざらに、ＡＩ（α＝２３Ｘ１０−６）等も可能性がある
。

駆動コイル３１１及びリガメント３１３等の電流導通線
部（図示せず）もほぼ同様にＡ　ｕ　＋　Ａ　ｇ　＋Ｃ
ｕ材等が用いられることが通常であり、基材との温度に
よる延びの差を少なく押えることが必要条件となる。勿
論、導線部などに、Ｐｔ（α＝８．０〜８．９Ｘ１０−
６）の利用も可能である。

以上のことから振動子３０５あるいは偏向子３　］、　
Ｏの長月としては、その線膨張係数αが、α＝２〜８Ｘ
１０−６までのものが好ましい。

同様に、反射ミラー３１３のミラー面などに使用される
素材としては、α＝７〜２５　Ｘ　］、　］０−６程の
ものが好ましい。

上述した反射ミラー３１２は次のような形状に選定され
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５図Ａに示す、ｌ：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
、主走査方向に向かって長くなる長方形状のものを使用
すればよい。

このような観点から、反射ミラー３１２としては、第６
図に示すような種々の形状をとり得る。

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。

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、
同図りに示す様な楕円形状をなす反射ミラーとずねば好
都合である。

反射ミラー３１２の横方向の長ざは走査用レンズ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上における走査幅等によっ
て相違するが、実験によれば、４〜１０ｍｍ程度が望ま
しい値である。

ざて、偏向子３１０ば外部信号ににって駆動きねる。光
偏向子３１０を使用した他励式の駆動回路の一例を第７
図に示す。

第７図において、３３０は正弦波発振器を示し、こねは
ＲＣ回路や水晶振動子を使用した発振器を使用すること
ができる。

水晶振動子を使用する場合には、その固有発振周波数を
所定の値に分周したのちローパスフィルターによって正
弦波状に波形成形したものを使用すれば、上い。

ここで、その発振周波数つまり、駆動コイル３１１に対
する駆動周波数について説明する。

光偏向子３１−０は上述しｌ二ように、固有振動数ｆｏ
をもち、この固有振動数ｆｏに対する振れ角０の共振特
性は第８図に示すようになる。

第８図の共振特性からも明らかなように、固有振動数ｆ
ｏから外れた周波数において駆動しようとすると、入力
電流に対する振れ角への効率が低下し、固有振動数ｆｏ
で振動ぎぜた場合と同等の振れ角０を得るためには、非
常に大きな入力電流を必要とする。

しかし、あまり大きな入力電流を駆動コイル３１１に流
すと、このコイルが焼損する恐れがあり、故障の原因と
なる。そのため、あまり大きな電流を駆動電流として使
用することができない。

また、光偏向子３１０の固有振動数ｆｏにバラツキが生
じることも考えられ、そのような場合には駆動周波数ｆ
の統一を図るｌ−めに固有振動数ｆｏ以外の周波数て駆
動コイル３１１を駆動させる場合においても、その駆動
周波数ｆと固有振動数ｆｏとの関係は、 １ｆ−ｆｏｌ≦ｆｏ／Ｑ の範囲とすることが望ましい。ここで、Ｑは共振特性の
共振の鋭さを示す。

ずなわぢ、製造上のバラツキを考慮すると固有振動数ｆ
ｏを、ψ動因波数ｆに等しくなるように加工することが
困難であることから、その固有振動数ｆｏとしては、駆
動周波数ｆより±ｆｏ／Ｑ程度の範囲内にあるときに限
り、その光偏向子３　］、　Ｏを使用しようとするもの
である。

±ｆｏ／Ｑ程度のずれの範囲内では、必要な振れ角Ｏを
得るための駆動電流は、差程大きくならないからである
。ただし、駆動周波数ｆとしては、常に一定である。

Ｑとしては、１０〜２００程度の共振鋭度をもった光偏
向子３１０が使用される。

このようなことから、正弦波発振器３３０の周波数とし
ては上式にかなうような範囲の周波数に設定されるもの
である。

正弦波発振器３３０の出力、つまり駆動信号は次段のオ
フセット調整器３３１に供給されて、そのＤＣオフセッ
トが調整される。

偏向器３００を光学走査系に設置する場合において、そ
の取り付は位置が設計値通りでない場合には、第９図に
示すように、駆動信号のＩＤ　Ｃレベル（１点鎖線図示
）を調整することにより、左右の振れ位置を調整するこ
とが可能になる。

このようなことから、オフセット調整器３３１において
は、そのＤＣレベルを調整することにより、像形成体１
１における走査位置を規定通りの走査位置となるように
している。

オフセット調整された駆動信号は振幅調整蓋３３２にお
いてその走査幅が調整される。

この調整法の一例としては、本出願人が既に開示した特
願昭６１−８１２９６号に述へた方法を用いることがで
きる。

この方法は光偏向子３　］、　Ｏの振れ角を調整するた
めのものである。この場合、像形成体１１上における走
査幅を検出し、その検出出力で振幅調整器３３２の振幅
を調整すれば、走査幅を常に一定の値に制御することが
可能になる。

ＤＣオフセット及び振幅がそれぞれ調整された駆動信号
ば出力アンプ３３３を介して上述した駆動コイル３１］
に供給される。

さて、偏向器の違いに基づく像形成体１１に及ぼすビー
ム走査時の散乱による雑光の影響について次に説明する
。

第１９図は雑光測定手段の一例であって、レンズ４．２
．３６を通過したビームが像形成体１１上に到達したと
きのビームスポット以外の光が雑光であるのてこの光か
測定される。

まず、偏向器３００として回転多面鏡を使用した場合に
は、第２０図曲綿Ｌ１に示すごとくなる。

同図において、無とは第１９図のスリット４２Ａあるい
は３６Ａかないときの測定結果であり、有とは、スリッ
ト４２Ａあるいは３６Ａが存在するときの測定結果であ
る。

スリット４２Ａあるいは３６Ａを使用すればそれだけ雑
光を遮光することができる。

なお、この測定結果は、Ａ１蒸着の回転多面鏡を用い、
半導体レーザの出力が１−４ｍＷ、スリット幅２〜３ｍ
ｍのスリット４２．３６を使用した場合である。

これに対して、偏向器３００として上述した振動子３０
５あるいは偏向子３１０を使用しｔ、ときには、その雑
光は曲線Ｌ２のようになり、雑光を大幅に減少きせるこ
とかできる。

第２１図は現像特性に及ばず散乱光の影響度を測定した
結果である。

横軸は露光強度を示す。縦軸の負側（下部縦軸）は、像
形成体（本測定例では、特開昭６０−１０２６３４号記
載の負帯電ＯＰＣ像形成体を用いた）の感光特性を示す
。また、上部縦軸は露光量対像形成体への現像時の付着
トナー量の関係を示す。

曲線Ｌ３は現像バイアス条件として、 ＡＣｌ、５ＫＶ、ＤＣ５００Ｖのトナー付着曲線であり
、曲線Ｌ４はＡ　Ｃ２、ＯＫ　Ｖ　、　Ｄ　ＣＥ３４０
Ｖにおけるトナー付着曲線である。

回転多面鏡を使用する場合には雑光量か大きいので、こ
れによる露光量によって像形成体］１の電位が大幅に低
下する。この電位低下によってトナーか付着してしまう
。つまり画像露光のない背景部のカブリＸが発生してし
まうことになる。

これに対して、振動子３０５あるいは偏向子３１０を使
用した場合には、上述の説明からも明らかなように雑光
が大幅に低減されているので、カブリＹが殆ど発生しな
い。つまり回転多面鏡を使用する場合には、僅かな雑光
に起因する露光により画像としてカブリが発生し、これ
によって画質の低下をきたしていた。

同様のことが、画像形成装置の記録媒体としてフィルム
、印画紙等の感光物質を利用する場合にも、夫々の露光
量対濃度（現像後の）特性曲線によりそれぞれカブリと
して生じることがいえる。

平板感光体（Ｓｅ、５ｅＴｅ）を使用している医療用Ｘ
線電子写真装置、ベルト感光体などを利用した表示装置
などでも、同様なカブリ現象が発生する。

ここで、記録媒体と光源の組合せによっては、分光感度
特性と分光（分布）特性が相違することになる。この場
合、その組合せによってはカプリロ 露光量に対するカブリが増えることもある。

例えば、記録媒体として、アルモファスシリコン、有機
半導体、セレンを使用し、光源としてＨｅ−ＮｅやＡｒ
のガスレーザ、ＧａＡｓなとの半導体レーザを使用する
ような組合Ｍの下では、カブリ露光量に対するカブリが
増加することが確認された。

振動子３０５あるいは偏向器３１０を使用すれば、雑光
の発生は殆ど確認できず、勿論カブリのない高品質の画
像が得られた。

このことは後述する第１６図の実施例においても同様な
ことがいえる。

このように、この発明においては、特に同一絶縁基板に
よって構成された振動子あるいは偏向子を用いたため、
特にビーム反射面がビームスポットに比べそれ程大きく
ないから、ビーム走査の際、反射面での光散乱による雑
光の影響を軽減できる。

また、振動子あるいは偏向子が一体成形されてできてい
るので、外部環境条件特に画像形成装置の一般的補償範
囲の周囲温度（−５〜３０　’（ｙ　）、相乗される機
内温度や駆動コイル３１１自体の発熱温度等の変化に対
しても反射ミラー３１２の安定した振動が得られ、これ
により規則的なビーム走査が常に行なわれる。

従って、高速走査記録においても常に良好な最終画像が
得られることになる。

更に、上述のように偏向器として本発明に係わる偏向子
（振動子を含む。以下同じ）を使用した場合には、偏向
器として回転多面鏡を使用する場合に比較して以下に述
べるような特徴を有する。

第１に、偏向子そのものが非常に小型であるから、回転
多面鏡を使用する場合に比し、小型化を達成することが
できると共に、モータを回転駆動源として使用していな
いために、騒音がなく、高速走査するときでも、常時安
定した偏向用の振動を実現することかできる。

第２に、機械式振動ミラーを使用するものに比し、高速
走査が可能であるばかりでなく、振れ角の大きな小型の
偏向器を実現することができる。

第３に、偏向子はエツチング処理などによって形成され
るため、精度が高（、しかも製品にバラツキがない。し
かも、リガメント部分も弾性係数の大きな材料で構成さ
れているから、機械式振動ミラーで使用されている金属
棒のような金属疲労か少なく、長期にわたって安定な動
作を期待できる。

このようなことから、この発明に係る画像形成装置は、
その信頼性が非常に高く、それに伴って高信頼性の記録
装置を提供することができる。

第４に、偏向子は一体成形であるため、大きな振れ角、
高い固有振動数が得られるから、記録紙サイズの大きな
もので、より高速記録を行う装置に適用して極めて好適
である。

きて、第１０図は上述したレーザ記録装置における緒特
性のデータを示すものであって、この表において、タイ
プ■とは記録紙の最大用紙サイズがＡ４判までのもので
あり、タイプＩＩとはΔ３判までのものである。

このように記録紙サイズか相違することによって記録ス
ピード、さらに解像度が相違することになるから、この
ような条件の相違にともなって駆動周波数も適宜選定さ
れる。

ざらに、このように記録紙サイズが異なる場合には、当
然に反射ミラーの振れ角も異なることから、これによっ
て記録用ビーム振れ角も相違することになる。

なお、反射ミラー３１２の形はいずれも楕円形状が好ま
しい。

ところで、第１図に示した画像形成装置において使用す
ることができる現像器１２３〜１２５の一例を第１１図
に示す。これらの基本構成はいずれもほぼ同一であるた
め、そのうちの１つ例えば現像器１２３の構成について
説明しよう。

図において、４２１はハウジングを示し、このハウジン
グ４２１内には円筒状のスリーブ４２２が回転自在に収
納される。スリーブ４２２内にはＮ、Ｓ８極を有する磁
気ロール４２３が設けられる。スリーブ４２２の外周面
には層規制片４２４が圧接され、スリーブ４２２に付着
した現像剤の層厚が所定の厚みとなるように規制される
。所定の厚みとは、１０〜５００μｍのうち、予め規定
された値をいう。

ハウジング４２１内にはざらに第１及び第２の撹拌部材
４２５，４２６が設けられる。現像剤溜り４２９にある
現像剤りは、反時計方向に回転する第１の撹拌部材４２
５と、第１．の撹拌部材４２５とは逆方向に、しかも互
いに重畳するように回転する第２の撹拌部材４２６とに
よって十分撹拌混合され、撹拌混合された現像剤りは、
互いに逆方向に回転するスリーブ４２２と磁気ロール４
２３との回転搬送力により、スリーブ４２２の表面に付
着搬送される。

像形成体１１上に付着した現像剤りによって、この像形
成体１１に形成された静電潜像が非接触状態で現像され
る。

なお、現像時には、電源４３０から供給される現像バイ
アス信号が、スリーブ４２２に印加される。現像バイア
ス信号は電源４３０から供給されるが、この現像バイア
ス信号は像形成体１１の非露光部の電位とほぼ同電位に
選定された直流成分と、これに重畳された交流成分より
なる。

その結果、スリーブ４２２上の現像剤りのトナーＴのみ
が選択的に潜像化された像形成体１１の表面に移行する
ことによってその表面上に付着されて、現像処理が行な
われることになる。

なお、４２７は補給トナー容器、４２８はトナー補給ロ
ーラである。４３１は現像領域を示す。

現像剤としては、２成分現像剤が用いられ、現像バイア
スを印加していない状態では、像形成体１１と現像剤り
とが接触しない状態で、しかも交流バイアス印加による
振動電界の下で、トナーＴを飛翔させ、像形成体１１の
静電像に選択的に付着きせて現像するようにしている。

このような非接触での現像方法を用いる場合には、像形
成体１１上に青トナー像、赤トナー像、黒トナー像等か
らなる多色トナー像を順次現像するとぎ、先のトナー像
を後の現像で損傷したり、異なる色のトナーが混入する
ことがなく、しかもＰ＃層現像を実現できるなどの利点
を有する。

きて、現像剤として」−述したような２成分現像を使用
する場合においては、現像剤の厚みは、厚みが２０００
ｕｍ以下、好ましくは１１０００ａ以下、就中１０〜５
００μｍ、更に好ましくは、１０〜４００μｍという従
来にない薄い現像剤層となる。この場合、２像形成体１
１とスリーブ４２２との間隙を小さくして現像する」：
うになされる。

なお、現像剤のキャリアとトナーとの結合力やキャリア
とスリーブ４２２との間の結合力が弱い場合であっても
、現像剤層を挽く薄くしであるために、スリーブ４２２
１に十分強く付着されている。そのため、トナー飛散等
を生ずることがない。

現像剤層を薄層化して像形成体１１とスリーブ４２２と
の間隙を小ざくすれば、トナーを飛ばずに要する振動電
界を低（できる。その結果、現像バイアス電圧を低くす
ることができる。

従って、トナー飛散はこの点からも軽減される他、スリ
ーブ面からの現像バイアスに基づくリーク放電等が制御
されるなどの利点がある。

また、像形成体１１とスリーブ４２２との間隙を小ざく
した場合、潜像により現像領域４３１（像形成体１１と
スリーブ４２２とが対向する空間領域）に形成される電
界強度か大きくなり、その結果、階調の微妙な変化や細
かなパターンもよく現像できるようになる。

現像層を薄くすれば、一般に現像領域に搬送されるトナ
ーの量は少なくなり、現像量も少なくなる。搬送量を大
きくするには、スリーブを高速で回転きせることか効果
的である。

ただし、像形成体１１とスリーブ４２２との線速度比が
１：１０になると、現像きれるトナーが潜像面に対して
持つ平行な速度成分が大きくなり、現像に方向性が現れ
、画質が劣化する。

このことから薄層の下限として、スリーブ面上に少なく
とも０．０４ｍｇ／ｃｍ２程度の密度でトナーが付着し
ている状態であることが必要である。一般には、スリー
ブ４２２の線速度をＶｓ　ｌ。

像形成体１１の線速度をＶｄ、スリーブ４２２上の薄層
中のトナー量をＭｔとするとき、ｌ　Ｖｓ　ｌ／Ｖｄ　
ｌ　・Ｍｔ≧０．４　（ｍｇ／ｃｍ２）４／′Ｉ ＩＶｓｌ／Ｖｄｌ　　≦１０ という条件を満たす必要かある。

現像効率を考慮すれば、 ｌ　Ｖｓ　ｌ／Ｖｄ　ｌ　・Ｍｔ≧０．５　（ｍｇ／ｃ
ｍ２）ｌＶｓｌ／Ｖｄｌ≦８ とするのが好ましく、更に実験結果からは、ｌ　Ｖｓ　
１／Ｖｄ　ｌ　・Ｍｔ≧０．５　（ｍｇ／ｃｍ２）ｌＶ
ｓＬ／Ｖｄｌ≦５ であることがより好ましいことが判−〕た。

このときの現像剤中のトナーとキャリアとの比は、上述
したように単位体積中のトナーとギヤリアとの総表面積
の比が０．５〜２とのなるのが望ましい。

以上のような条件に設定すれば、薄層中のトナーを効率
よく現像することができ、現像性は安定しており、良好
な画質を得ることができる。

薄層の現像剤層を形成する手段としては、スリーブ４２
２に対して弾性的に軽度に圧接された圧接板からなる層
規制片４２４が好ましく用いられる。

この層規制片４２４は、スリーブ４２２に対し、先端か
スリーブ回転の」２流を向くように押圧された弾性板で
構成されたものである。現像剤をスリーブ４２２と層規
制片４２４の間をすり抜けさせることにより薄層が形成
される。

層規制片４２４の先端とスリーブ４２２の間隙を０．０
８ｍｍとすると、取付は精度や機械的精度のバラツキに
対し安定に一定量のトナーを搬送することかできる。更
に、先端の間隙を０．１ｍｍ以上とすわば安定度が増す
ので好ましい。

勿論、先端の間隙を徒に大きくとることは望ましいこと
ではなく、この間隙を５ｍｍ以上にすると、現像剤ずぺ
ての均一性が崩れるのか観察された。

次に、薄層化された現像剤層は現像領域に搬送されｌ２
像形成体１１の静電像を非接触で現像することとなるが
、そのとき好ましい現像が達成きれるには、以下のよう
な条件式（１）及び（２）を満たせばよいことが判明し
た。

ｌ　　（ｖｓ　Ｉ−ｎωｈ’　／３）　／Ｖｄ　１≦１
０　・・・・（１） １　　（ｖｓ　Ｉ−ｎωｈ’　／３）　／Ｖｄ　ｌ　・
ｍ≧０．４　　［ｍ　ｇ　／ｃ　ｍ　２］　　・・・・
　（２）ここに、 Ｖｓｌはスリーブの線速度［ｍｍ／ｓｅｅ　］ｎは磁気
ロールの磁極数［極１ ωは磁気ロールの回転角速度［ｒａｄｉａｎ／５ｅｃｌ
ｈ′は磁気ブラシの高さ［ｍｍ］ Ｖｄは像形成体の線速度［ｍｍ／ｓｅｃ］ｍは前記スリ
ーブの単位面積 当りのトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］ を表わす。

Ｖｓｌ、ωは像形成体１１の移動に対して同方向となる
とぎ正とする。また、磁気ブラシの高さとは、スリーブ
内にある磁気の上に穂立ぢした、スリーブ上の磁気ブラ
シの平均の高きをいう。具体的には、 スリーブの線速度Ｖｓｌは、 １００〜］、　ＯＯＯｍｍ／ｓｅｅ 磁極数ｎは、４〜１６ 磁気ロールの回転角速度ωは、 ３０〜１５０　ｒａｄｉａｎ／ｓｅｅ 磁気ブラシの高さｈ′は、５０〜４−００μｍ像形成体
１１の線速度Ｖｄは、 ３０〜５００　ｎ＋ｍ／ｓｅｅ スリーブの単位面積当りのトナー付着量ｍは、３０〜１
０ｍｇ／　ｃ　〜２ とされる。

これらの関係は好ましい現像を達成するための一つの目
安となるが、像形成体］１とスリーブ４２２の間隔ｄ及
びバイアス電圧の大きさ等により変化する。

このような要因を考慮した好ましい現像条件は下記式に
より示される。

５≦Ｖ　ｐ　−ｐ／（ｄ　−ｈ”　）≦５０　（ＫＶ／
ｍｍ）・・・・・・（３） ここに、 ｖｐ−ｐは、交流バイアスの ピーク間電圧（ＫＶ） ｄは、像形成体とスリーブとの間隔（μｍ）ｈ″は、磁
気ブラシの最大高き（μｍ）を表わす。

磁気ブラシの最大高ざとは、スリーブ４２２内にある磁
極上に穂立した磁気ブラシの最大高さをいう。

第１２図には非接触ジャンピングによる現像における各
部の条件を説明しである。第１３図には現像剤の具体例
を示しである。第１４図はその時の現像バイアス条件を
示しである。

第２２図は帯電電位、バイアス電位に対する現像特性を
示すものである。

同図において、横軸はレーザ光の強度を示し、縦軸は一
様に帯電された帯電電位からバイアス電位を引いた電位
（以下相対電位という）を示す。

曲線Ｍ１は文字品質限界領域を示す。これは、相対電位
がこの曲線Ｍ１以上（縦軸の下方）になると文字細りが
生じて画像を適正に記録できなくなる限界の領域を示す
ものである。

曲線Ｍ２はカブリ領域を示す。つまり、曲線Ｍ２以下の
相対電位であるときには、画像領域以外の領域までトナ
ーが付着してしまう限界の領域を示す。

曲線Ｍｌ、Ｍ２は像形成体１１と現像バイアスとの関係
のみを基準にして描いた曲線である。この条件下で偏向
器３００を考慮するとカブリ領域はは次のように変化す
る。

偏向器３００として回転多面鏡を使用した場合には、雑
光による影響で、カブリ領域は曲線Ｍ３のように移動す
る。すなわちカブリの発生する領域が一段と広がり、そ
の結果、画像適正領域が狭くなる。画像適正領域とは、
文字細りなく最も細い線（例えば１６ｄｏｔｓ／ｍｍ）
まで再現できる領域をいう。

第１９図に示すスリット３６Ａ、４２Ａを使用すれば、
カブリ領域は曲線Ｍ４程度まで改善されるが、まだ不十
分である。

このように、画像適正領域か狭いと、記録媒体の電位特
性、帯電制御、現像条件など種々のプロセスや材料の製
造バラツキなどへの制約条件が一層厳しくなるものであ
る。

これに対し、偏向器どして偏向子３１０を使用した場合
には、カブリ領域は曲線Ｍ５のように偏向器を考慮しな
いときのカブリ領域に近似した特性を得ることができる
。そのため、画像適正領域が大幅に拡張されることにな
る。これは」二連のように雑光による影響をほぼ無視す
ることかできるからである。画像適正領域の拡張に伴な
い上述の制約条件も緩和される。

画像適正領域の拡張を図る場合、現像方式は接触、非接
触方式を問わず適用できる。また現像バイアスとして交
番電界、交番電界と直流電界を併用した現像器に適用し
て好適である。

その場合、使用する現像剤としては、絶縁性キャリアと
絶縁性トナー、マイクロキャリアとマイクロトナー、絶
縁性マイクロキャリアと絶縁性マイクロトナーよりなる
２成分現像剤を使用すると特に有効である。また、１成
分磁性トナー、１成分非磁性トナーによる１成分現像剤
を使用することもできる。

ところで、偏向器３００の偏向子として第３図Ｂに示す
ような偏向子３１０を使用する場合においては、回転多
面鏡による走査と異なり、往復走査が可能になる。この
ような往復走査を採用する場合、光学走査系としては、
第１５図に示すような構成とすればよい。

すなわち、走査方向の前後する方向にそれぞれインデッ
クスセンサー３９．４５を配することにより、レーザビ
ームの走査開始と走査終了（ビームの戻りであるから、
走査開始ともいえる）を検出することができるから、対
応する画像情報を画像形成体１１上に記録することがで
きる。

なお、第１５図において、３８．４４は反射ミラーを示
す。

さて、第１図はこの発明をカラー画像形成装置に適用し
た場合であるが、白黒用の画像形成装置にも適用するこ
とができる。

第１６図は、この白黒用の画像形成装置の一例を示すも
のである。

白黒画像信号によって変調されたレーザビームは、光学
走査系５１０に設けられた偏向器３００に入射し、その
反射ミラー３１２のミラー表面で反射されたのち、走査
レンズ４２、シリンドリカルレンズ３６およびミラー４
６を経て像形成体１１の周囲に照射される。

像形成体１１は、無端のベルト状感光体５２０であって
、３本の感光体支持ローラ５２１゜５２２．５２３によ
って搬送台５２４の−Ｌ面を反時計方向に回転、搬送さ
れる。この回転駆動に際しては、前爪ってその表面には
帯電転写極５２５により所定の電荷が与えられているの
で、前述したレーザビームの照射によって画像情報に対
応した静電潜像が形成される。

静電像は現像器としても機能する現像ローラ５２６によ
ってトナーが供給されて、静電像がトナー像となきれる
。

その後、搬送台５２４の下方に搬送されるが、一方、こ
れに並行して装置に取付けられた自動給紙装置５３０か
らは給紙ローラ５３１の動作によって記録紙が１枚宛装
置内に搬入され、その先端がセンサ５４１で検出され、
その検出出力によ−、て第２給紙ローラ５４０が回転を
始めて記録紙をさらに送り込む。そして、その先端を再
度検知したセンリ゛５４２の作用によって第２給紙ロー
ラ５４０が停止され、前述したトナー像とのタイミング
が調整されたあと回転が再開されて記録紙の搬送か継続
されるようになっている。

かくして記録紙を一体とした感光体５２０は、帯電転写
極５２５において、そのトナー像を記録紙に転写したの
ち、この記録紙が分離され、レーザビームの全面露光を
受けて除電きれる。その後、清掃手段５２７によって残
留トナーの付着力を弱め、次いで現像ローラ５２６のも
つクリーニング作用によって取り除くようになっている
。

なお、補助清掃手段５２７は絶縁性繊維を使用したブラ
シ用の装置で、先行したサイクルにおいて形成される静
電潜像の帯電に何等支障を及ぼさない形式のものとなっ
ている。

かくして、感光体５２０は再び帯電転写極５２５におい
て電荷が付与きれて、新たな静電潜像を形成するべく次
なる回転、搬送のサイクルに移るが、一方ではその間に
トナー像の転写を受けた記録紙は感光体支持ローラ５２
１において感光体５２０の周面から剥離される。その後
、定着ローラ５５０においてトナーを溶融固着したあと
、分離爪５５１によって分離され、排紙ローラ５５２に
導かれると共に、除電ブラシ５５３によって残留電位が
除かれ、記録紙は光学走査系５１０の上面に形成された
排紙面に排出きれる。

このような白黒用の画像形成装置においてもこの発明に
おいては、第３図あるいは第４図に示されるような振動
子３０５あるいは偏向子３　］、　Ｏを有する偏向器３
００が使用きれるものである。。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明においては、反射ミラー
、駆動コイル、リガメントを同一絶縁基板によって構成
された振動子を、あるいはさらにこの振動子にフレーム
を一体成形した偏向子を用いた偏向器によりレーザビー
ム走査を行−って記録媒体に書き込むように構成したの
で、ファクシミリ、プリンタ、複写機等に適用する際に
従来装置に比べ、小型で、モータ回転等より発生する騒
音、振動等が生しない。

しかも、従来の機械的振動子のように金属疲労、破壊、
耐久振動等が広角度、高速走査でも生じにくい。従って
、寿命耐久の特に優れた機械的特性を有する。

さらに、従来装置に比し散乱等の雑光の影響を受けず、
広角度振れ幅での高速走査時のビームスツポト程か常に
安定して得られ、ざらには現像特性においてカブリがな
く細線再現性領域の広い装置を実現できる。換言するな
らば、高解像度で画像品質が大幅に改善された安価で、
信頼性の高い画像形成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

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
用の画像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図及び第４図は光偏向子の一例を示す図、第
５図はレーザビームのドツト形状の説明図、第６図は反
射ミラーの形状説明図、第７図は反射ミラーの駆動回路
の一例を示す系統図、第８図は偏向子の共振特性を示す
図、第９図はＤＣオフセットの説明図、第１０図はレー
ザ記録装置の現像条件などの特性表を示す図、第１１図
は現像器の一例を示す断面図、第１２図は非接触現像条
件を示す図、第１３図は現像剤の組成内容を示す図、第
１４図は現像バイアス条件を示す図、第１５図は、第２
図の他の例を示す光学系図、第１６図はこの発明の他の
例を示す第１図と同様な構成図、第１７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１８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、第
１９図は雑光を測定する場合に使用する装置の概要図、
第２０図〜第２２図はこの発明の説明に供する特性図で
あ乞。 Ａ・・・原稿読み取り部 Ｂ・・・書き込み部 １１・・像形成体たるドラム ３０・・・レーザ光走査装置 ３１・・・半導体レーザ ３２・・・コリメータレンズ ３３．３６・・・シリンドカルレンズ ４２・・・走査レンズ ３９．４５・・・フォトセンサ 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 ３１５・・・フレーム 特許出願人　　小西六写真工業株式会社第２図 第　　３　図 Ａ　　　　　　　［３ 図 第５図 Ａ　　　Ｄ 第６図 Ａ［３ＣＤ 第７図 第８図 θ 第１０図 第１１図 に多：珪債器 第１２図 第１３図 第１４図 条　　　件　　　直　　流　　　　父　　　侃現像剤　
　　　　　　　　　　ｆ　　　Ｐ−Ｐ位置トナー　−４
５０Ｖ　　３．５ｋＨｚ　　１．８ＫＶ現像時バイアス
　赤トナー　　　ツノ　　　４．０ｋｔｌｚ　　２．Ｏ
ＫＶ黒トナー　　　　　　ノｌ　　　　　　　　　ツノ
　　　　　　　　ツノ感光体とスリーブとの　　　　　
　　　５００μｍ間隙（ＤＳＰ） 第１７図 うＱニレ−ず゛ｉｔ蒼多ゴ【 第１８図 ５ぶト力゛ルバノミラー 第２１図 （Ｖ） 第２２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号により変調されたレーザビームを所定の
   方向に偏向する偏向器と、 この偏向器によって偏向されたレーザビームにより記録
   媒体を走査することにより、前記画像信号をこの記録体
   上に書き込むようにした画像形成装置において、 前記偏向器には反射ミラー、駆動コイル、リガメントが
   同一の絶縁基板によって形成された振動子を用いたこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記絶縁基板として、水晶基板が使用されてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成
   装置。
3. （３）前記振動子が持つ共振点における固有振動数ある
   いはその近傍での振動数を自励または他励駆動すること
   によって得られる偏向光を用いることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項及び第２項記載の画像形成装置。
4. （４）前記偏向器と記録媒体との間にビーム補正用のレ
   ンズ系が介在された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。
5. （５）前記レンズ系として、偏向レーザビームが記録媒
   体上を等速走査できるようにした補正用レンズ系が使用
   されてなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の画像形成装置。
6. （６）ビーム補正用のレンズ系を使用する代わりに、電
   気制御回路を用いて等速走査のためのビーム補正を行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項記載の
   画像形成装置。