JPS6388517A - 記録方法および装置 - 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〕 本発明は電子写真プロセスを用いて記録紙」ユに情報を
記録する方法およびその装置に係り、特に偏向走査光路
を短縮してその装置の占有床面積を最小にするに好適な
記録方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真プロセスを用いた記録装置の基本構成と機器配
置につき第５図、第６図に基づいて説明する。第５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。図面においてレーザダイオード】−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出
す。レーザダイオード１から出たレーザビームは、結合
レンズ３によって集光された光ビームになり１回転多面
鏡４で偏向走沓され、Ｆθレンズ５で絞られて感光性記
録媒体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
いては感光性記録媒体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、駆動
源（図示せず）によって矢印の方向に回転させられる感
光性記録媒体６の表面は帯電器７によって均一に帯電さ
れ、次にこの表面上に前記レーザビームによって静電潜
像が結像される。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つ′
Ｔ：前記感光性記録媒体６を摺動して静電潜像を現像し
、前記感光性記録媒体６上にトナー像を形成する。一方
給紙機構（図示せず）によって搬送される記録紙１０に
は感光性記録媒体６と接触し、静電転写器９によって前
記感光性記録媒体６の表面上の１・・ナー像が転写され
る６以上のプロセスによって所定の情報を記録紙１０に
記録することができる。更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１−２、同期信号発生回路１３、印字信号制御
回路１４などが配置される。

第６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６図において前述した電子写
真プロセスは第５図で説明した植成要素が感光性記録媒
体６を中心に図のようにプロセスの順に従って配置され
、それ等以外にも、転写後感光性記録媒体６の表面に残
留したトナーを除去するクリーニング手段１５、感光性
記録媒体６の表面に残留した電荷を除去するイレーズラ
ンプ１６が配置されている。・一方給紙カセット１７に
収納された記録紙】０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、感光性記録媒体６の回転と
整合した上下のレジストローラ対１９．１９’で転写器
９に搬送されてトナー像を転写される。その後、記録紙
１０は定着器２０でトナー像を定着された後、上下の排
出ローラ対２０．２０’　によって排紙トレイ２２上に
排出される。上記レーザ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１０
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
例であり、このために、感光性記録媒体６の鉛直方向下
側に転写器９を配し、この転写器９の左右に給紙機構と
定着器２０を含む排紙機構を分けて配置している。また
感光性記録媒体６は、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隙を極力大きくと
ることが必要である。従って第６図から明らかなように
露光部分は感光性記録媒体６の上側（上記の転写器９の
反対側）に配置されている。一方、レーザダイオードは
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１周囲温度の変化が極力少い位
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感光
性記録媒体６の中心を通る鉛直線に対して定着器２０の
反対側に配置される。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、光源、回転多
面鏡４、Ｆθレンズ５′２反射鏡２４によって構成され
る光学ユニット２３は、その光路を現像器８の上方を通
過した後、反射鏡２４でほぼ直角に折り曲がり感光性記
録媒体６の上方に達するようにする。故に光学ユニット
２３は、そのほぼ端部に位置する反射鏡２４を感光性記
録媒体６の中心を通る鉛直線−ヒとして、定着器２０の
反対側に配置される。

上記により従来の一般的橋成からなるレーザビームプリ
ンタの長辺方向の形状は、感光性記録媒体６の中心を通
る鉛直線を中心として定着器２０側は定着器２０を含む
排紙機構の形状により、また定着器２０の反対側は光学
ユニット２３又は給紙機端の形状によって決まることに
なり、レーザビームプリンタの据付床面積は、前記長辺
方向の形状によって大きく左右される。

ところで、電子写真方式以外の記録装置、例えば感熱転
写方式、ディジーホイール方式、ワイヤドツト方式等の
プリンタは、レーザビームプリンタに比較して圧倒的に
小さな占有床面積で済むという特徴を有し、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
、パーソナルユースのプリンタとしての需要が高ってい
る。このため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〕

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、光学ユニット２３の小形化および給排紙
装置の構成方法の工夫等が必要となる。光学ユニット２
３を小形化する方法として第５図かられかるように、回
転多面鏡４の偏向角を大きくして光路長を短縮すること
が考えられる。しかしながら以下に示す理由から、その
方法には一定の限界がある。

（イ）Ｆθレンズの画像が大きくなって収差が増え、結
像性能を低下させる。

（ロ）回転多面＠４の偏向反射点が回転すると共に出入
する景が増え、Ｆθレンズの結像性能を低下させる。

（ハ）回転多面鏡４の回転数が増加し、騒音、回転精度
、寿命の低下をもたらす。

（ニ）光学素子への入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。

（ホ）画角の増大に伴ってＦθレンズの径が大きくなっ
てコスト高となる。また収差補正を伴なってレンズの枚
数が増え、同様にコスト高になる。

従って従来の光学検査系では、回転多面鏡４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４と感光性記録媒体６との間で２００ｍが限界であっ
た。またＦθレンズについては、従来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
光学要素であつ、た。また回転多面鏡４を用いる走査光
学系には、回転多面鏡４の面倒れを補正する目的で長尺
の凸シリンドリカルレンズを感光性記録媒体６の近傍に
設ける方法が知られているがこれも光学ユニット２３の
小形化を困雅とする一因となっている。

また、近年Ｌ　Ｅ　Ｄ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、装置の小形化は実現さ
れるが、光源が膨大な数の集合体であり、その信頼性お
よび変調の方法に難点があっていまだ広汎に普及するに
至っていない。

しかるに、特開昭５７−１４４５１６号公報で開示され
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
学系が実現可能であることを示している。これによれば
Ｆθレンズは多面鏡の偏向点から順に１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る。

本発明の目的は、これを更に集約して光路長を極限まで
短約しようとするものであり、Ｆθレンズを構成する４
面を１つの光学素子に集約し、走査ビームをこの素子の
媒質に入射後２回の内面反射を経て出射させることによ
って走査の光路を最小限まで短縮し、光学ユニット２３
を小形化することによって達成される。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点は、下記の方法およびその方法を実施する装
置によって解決される。

所定の情報を有する光源からの光を偏向走査させ、該偏
向走査された光を１つの光学素子５′の媒質内の空間を
少くとも２回以上通過させて感光性記録媒体６上に結像
させ、該結像を記録する方法およびこの方法を実施する
装置において、光源と、該光源からの光を感光性記録媒
体６上に偏向走査する走査手段４と、前記感光性記録媒
体６と前記走査手段４との間の光路に位置して、前記走
査手段４によって偏向された光を透過および反射させて
その媒質内空間を少くとも２回以上通過させることによ
り前記感光記録媒体６上に結像させる１つの光学素子５
′と、前記感光性記録媒体６の周囲に位置して、前記感
光性記録媒体６の所定表面を均一に帯電するＩＦ電器７
と、前記光学素子５′を通過した光が、前記帯電器７に
より帯電された表面に結像される感光性記録媒体６と、
前記感光性記録媒体６の周囲に位置し、前記感光性記録
媒体６上の結像をトナー像とする現像器８と、前記感光
性記録媒体６の周囲に位置し、前記トナー像を記録紙１
０に転写する転写＠９と、前記感光性記録媒体６の周囲
に位置し、転写後の前記感光性記録媒体６の表面に残留
したトナーを除去するクリーニング手段１５と、前記感
光性記録媒体６の同周に位置し、前記感光性記録媒体６
の表面に残留した電荷を除去するイレーズランプ１６と
、前記記録紙１０を供給する給紙力セラ１−１７と、該
給カセット１７内の前記記録紙１０をレジストローラ１
９，１９’　に給紙する給紙ローラＪ８と、該給紙ロー
ラ１８から繰り出された前記記録紙１０を前記転写器９
に前記感光性記録媒体６の回転と整合して供給するレジ
ストローラ１９，１９’と、前記転写器９により前記記
録紙１０上に転写されたトナー像を定着する定着器２０
と、該定着器２０によりトナー像を定着された記録紙１
０を排出する排出ローラ２１．．２１．’　と、該排出
ローラ２１，２１’　により排出された記録紙１０を受
け入れる排出トレイ２２を有する装置。

〔作用〕

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
ら構成されるＦθレンズと該Ｆθレンズより射出された
走査ビームを反射して光路を変える反射鏡を１つの光学
素子５′に集約し、走査ビームを該光学素子５′の媒質
に入射後２回の内面反射を経て出射させることにより走
査手段４と感光性記録媒体６との間の光路を従来のもの
に比べ大幅に短縮することができ光学ユニット２３が小
形となる。

［実施例） 以下第１図〜第４図によって本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明の走査光学系を示す断面図である。第１
図においてＦθレンズ５′は走査ビームの通過順に従っ
て第１面５８′、第２面５ｂ’第３面５０′、第４面５
ｄ’の４面から１個のレンズであり、これらは例えば特
開昭５７−１４４５１６でいうところの１個の単レンズ
を第１面５ａ’　と第２而５ｂ’で構成し、トーリック
面を有する単レンズを第３而５ｃ’と第４面５ｄ’で構
成する。このレンズを製作する方法としては、従来のガ
ラス研摩以外にプラスチックモールド、ガラスモールド
、ガラスプレス、ガラス研削等最近実用化が可能になっ
てきた新しい方法の適用が望ましい。

第２図は第６図に示した従来のレーザビームプリンタに
本発明による走査光学系に加え給ぢト紙機構を実施した
一例を示す断面図であり、第６図と対応する構成要素に
は同一符号を付けである。

第２図において給紙カセット１７はレーザビームプリン
タの下部に収納され、排紙トレー２２はレーザビームプ
リンタの上部に配置されている。

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徘紙を内装することができ、
占有床面積は、はぼ使用する記録紙１０の大きさに近い
値に低減できる。

これに対応して走査光学系は以下のように構成される。

すなわち１回転多面鏡４で偏向走査されたレーザビーム
は、１つの素子で構成されるＩ？θレンズ５′の第１面
に入射し第２面で反射し、更に第３面で反射した後、第
４面を通過して感光性記録媒体６の表面上に結像する。

これらの透過、反射面を平面あるいは球面、円筒面その
他の組合せで構成することによって従来のＦθレンズと
同等の効果を得ることができる。これを第６図の従来例
と比較すると走査光学系の光路が２度の折返しを受け、
更に１つの素子の媒質内を２回通過することによって光
学ユニット２３を最小の寸法に短縮することができる、 なかでも特筆すべき特徴は、第６図における５ａ、５ｂ
より成るＦθレンズ５および反射鏡２４が１つの光学素
子となったＦθレンズ５′に隼約された結果、Ｆθレン
ズ５′は感光性記録媒体６の中心を通る鉛直線上にほぼ
配置することが可能になる点である。

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
を折りたたんで光学ユニット２３を小形化する試みがな
されていたが、本発明は、前記のＦθレンズ５′を採用
することにより回転多面鏡４と感光性記録媒体６との間
隔が非常に短かくなり、光学ユニット２３が著しく小形
化され感光性記録媒体６を中心として、第２図における
右側の空間が少くて済むようになる。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
系によって規定されることなく大幅に低減することがで
きる。

さらに本発明の実施例に示すようにＦθレンズ５′の第
４面、すなわち第２図における該レンズの下面は光学ユ
ニット２３のレーザビーム出射口部の密閉手段として有
効である。

ところで第２図において記録紙】−Ｏの動作をみると、
給紙ローラ】−８によって給紙カセット１７から操り出
された後、反転してレジストローラ対１９．１９’　に
よって整合され、次に感光性記録媒体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１
０は第２図における重力方向上面にトナー像をのせてい
る。その後記録紙１０は定着器２ｏによってトナー像を
熱定着され、排出ローラ対２１．２１’によって排出径
路をたどりながら再度反転し、排紙トレイ２２上ではト
ナー像を下にした状態で収容される８以上の動作からな
る紙搬送径路を構成することによって本発明を実施した
レーザビームプリンタの記録紙１０は、即売面を下面に
し、かつ即売順序に従って順次下から上へ堆積すること
になる。従って複数枚のプリントを終了後排紙トレイ２
２に堆積した記録済の記録紙１０を取り出すだけで、負
揃えが完了している特徴を有する。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。ここで
従来の構成では、第６図から明らかにフェイスアップ方
式になっている。

第３図は本発明になる電子写真プリンタの他の応用例を
示すものであり、第２図に示した給紙方式に対し、」１
方から給紙を行う方法である。すなわち、記録紙１０を
収納する給紙カセット１７および記録済の記録紙１０を
収納する排紙トレイ２２の双方が、感光性記録媒体６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
に至る記録紙１０の搬送径路が、感光性記録媒体６を挟
むように構成されている０本装置において占有床面積お
よび操作面積が、第６図で示す従来のものより少くする
ことができる。また本装置も第３図より明らかなように
フェイスダウン方式となっている。

第４図は第３図に対して、回転多面ｔＩｔ、４の駆動モ
ータ４ａを６回転多面鏡４の回転軸上上側に配置しであ
る点に特徴を有する。このようにすることによって現像
器８のトナー収容能力を最大限にし、トナーの補給間隔
を長くすることが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ｆθレンズ５′を１個のレンズの４面
で構成し、走査ビームをこのレンズの媒体内を２回通過
させる光路構成の走査光学系を用いて、光学ユニット２
３を極小化し、本記録装置の占有床面積の減縮を可能と
した。さらに、光学ユニット２３の極小化により、給排
紙機構の配置の自由度が大きくなり、双方の相乗効果に
よって本記録装置の占有床面積の大幅な減小を達成した
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の走査光学系の構成を示す断面図、第
２図〜第４図は１本発明の別々の実施例を示すレーザビ
ームプリンタの主要断面図、第５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、第６図は従来の一
般的なレーザビームプリンタの主要断面図である。 ４・・・走査手段（回転多面鏡）、５′・・・光学素子
（Ｆｆ？レンズ）、６・・・感光性記０媒体、７・・・
帯電器、８・・・現像器、９・・・転写機、１０・・・
記録紙、１５・・・クリ−リング手段、１６・・・イレ
ーズランプ、１７・・・給紙カセット、１８・・・給紙
ローラ、１９・・・レジストローラー１１９’　・・・
レジストローラ下、２０・・・定着器、２１・・・排出
ローラ上、２１′・・・排出ローラ下、２２・・・排紙
トレイ、２３・・・光学ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の情報を有する光源からの光を偏向走査させ、
   該偏向走査された光を１つの光学素子５′の媒質内の空
   間を少くとも２回以上通過させて感光性記録媒体６上に
   結像させ、該結像を記録することを特徴とする記録方法
   。 ２、所定の情報を有する光源からの光を偏向走査させ、
   該偏向走査された光を１つの光学素子５′の媒質内の空
   間を少くとも２回以上通過させて感光性記録媒体６上に
   結像させ、該結像を記録する方法を実施する装置におい
   て、光源と、該光源からの光を感光性記録媒体６上に偏
   向走査する走査手段４と、前記感光性記録媒体６と前記
   走査手段４との間の光路に位置して、前記走査手段４に
   よつて偏向された光を透過および反射させてその媒質内
   空間を少くとも２回以上通過させることにより前記感光
   性記録媒体６上に結像させる１つの光学素子５′と、前
   記感光性記録媒体６の周囲に位置して、前記感光性記録
   媒体６の所定表面を均一に帯電する帯電器７と、前記光
   学素子５′を通過した光が、前記帯電器７により帯電さ
   れた表面に結像される感光性記録媒体６と、前記感光性
   記録媒体６の周囲に位置し、前記感光性記録媒体６上の
   結像をトナー像とする現像器８と、前記感光性記録媒体
   ６の周囲に位置し、前記トナー像を記録紙１０に転写す
   る転写器９と、前記感光性記録媒体６の周囲に位置し、
   転写後の前記感光性記録媒体６の表面に残留したトナー
   を除去するクリーニング手段１５と、前記感光性記録媒
   体６の周囲に位置し、前記感光性記録媒体６の表面に残
   留した電荷を除去するイレーズランプ１６と、前記記録
   紙１０を供給する給紙カセット１７と、該給紙カセット
   １７内の前記記録紙１０をレジストローラ１９、１９′
   に給紙する給紙ローラ１８と、該給紙ローラ１８から繰
   り出された前記記録紙１０を前記転写器９に前記感光性
   記録媒体６の回転と整合して供給するレジストローラ１
   ９、１９′と、前記転写器９により前記記録紙１０上に
   転写されたトナー像を定着する定着器２０と、該定着器
   ２０によりトナー像を定着された記録紙１０を排出する
   排出ローラ２１、２１′と、該排出ローラ２１、２１′
   により排出された記録紙１０を受け入れる排出トレイ２
   ２を有することを特徴とする記録装置。 ３、前記光源はレーザビーム発生手段であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法および第２項記
   載の装置。 ４、前記走査手段４は回転多面鏡であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法および第２項記載の
   記録装置。 ５、前記回転多面鏡を回転させるための駆動手段が、前
   記回転多面鏡の回転中心軸上、偏向点よりも上方に位置
   することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の記録
   装置。 ６、前記光学素子５′はＦθレンズであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の記録方法および第２項
   記載の記録装置。 ７、前記光学素子５′は２つの走査ビーム通過面および
   ２つの走査ビーム反射面を有するＦθレンズであること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の記録方法およ
   び装置。 ８、前記光学素子５′に於て光路を変化させる手段は複
   数の反射鏡であることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の記録方法および装置。 ９、前記複数の反射鏡に非平面鏡を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の記録方法および装置。 １０、前記光学素子５′は２つの走査ビーム通過面を有
   し、その通過面のうちビームの通過径路に沿つて前記感
   光性記録媒体６に最も近い面がトーリツク面であること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の記録方法およ
   び装置。 １１、前記光学素子５′は２つの走査ビーム通過面を有
   し、その通過面のうちビームの通過径路に沿つて前記感
   光性記録媒体６に最も近い面が、前記光源、前記走査手
   段４および前記光学素子５′によつて構成される光学ユ
   ニット２３のビーム射出口部を密閉する手段であること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の記録装置。 １２、前記転写器９が前記感光性記録媒体６の中心を通
   る水平線より下に位置することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の記録装置。 １３、前記光学ユニット２３は前記感光性記録体６の中
   心を通る水平線より上に位置することを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の記録装置。 １４、前記走査手段４は前記感光性記録体６の中心を通
   る鉛直線を境にして、前記定着器２０の反対側に位置す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の記録装
   置。 １５、前記給紙カセット１７および記録済の前記記録紙
   １０を収納する排紙トレイ２２の双方が、前記感光性記
   録媒体６の中心を通る水平線よりも上方に位置し、給紙
   から排紙に至る前記記録紙１０の搬送径路が、前記感光
   性記録媒体６を挟むように構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の記録装置。 １６、前記給紙カセット１７は当該記録装置の下部に収
   納され、前記給紙カセット１７内より給紙される前記記
   録紙１０は前記給紙ローラ１８により給紙方向を約１８
   ０度変更されて前記レジストローラ１９、１９′に給紙
   されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の記
   録装置。 １７、前記排紙トレイ２２は前記感光性記録媒体６の中
   心を通る水平線よりも上に位置し、前記記録紙１０の記
   録された面が前記排紙トレイ２２の底面に向くように順
   次堆積する、いわゆるフエスダウン方式であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の記録装置。