JPH0420920A - 走査光学系及びこれを備える画像形成装置 - 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、走査光学系及びこれを設けた画像形成装置
に関し、特にレーザ光源を用い、レーザ光をポリゴンや
ガルバノミラ−等の偏光器で偏向させこれを走査光学系
で制御するラスク走査方式で感光体上に像形成を行う走
査光学系及びこれを設けた画像形成装置に関するもので
ある。

【背景技術】

近年、感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を現像し
て可視画像を得る電子写真等の分野において、画質の改
善、変換、編集等が容易で高品質の画像形成が可能なデ
ィジタル方式を採用したディジタル画像形成装置の研究
開発が盛ん！こなされている。 ディジタル画像形成装置に採用される走査光学系として
代表的なものにレーザ光を偏向させ、走査光学系で制御
するラスク走査方式により感光体上に静電潜像を形成す
る装置がある。 当該走査光学系は、コーヒレントなレーザ光源を設けて
おり、当該レーザ光源からの発散光束は、信号制御系の
制御に基づいて画像信号発生部例えばページメモリから
の画像信号で光変調器により変調されビームを第１光学
系を介して例えば偏向器に入射し、偏向器で偏向させ、
走査レンズによ−て一様帯電した感光体上で微少なスポ
ットに絞って走査することにより、高輝度で微少なスポ
ットを得るものである。 また、ラスク走査方式では、同期系及び信号制御系で走
査ビームの位置を検出して感光体面上の走査開始位置を
決めて感光体面上にドツト状の静電潜像が形成するため
、高速で高密度な位置制御が可能である。 走査光学系の光変器としては、■レーザ光学系に音響光
学変調器を介在させ、当該音響光学変調器により光変調
する装置、■半導体レーザを用い、レーザを直接変調す
る装置などがある。 また、画像信号発生部からのデジタル画像信号により、
中間調を再現するための光変調方法としては、パルス幅
変調方式と強度変調方式とがある。 それぞれの変調方式には、最適の画像を得るためのビー
ムの強度分布が存在する。 しかしながら、従来技術においてはレーザ光源の発光分
布はガウシアン分布をしており、前述の変調方式に適し
たビームの強度分布でないという問題点があった。 一般的なレーザ光源の発光分布（ファーフィールドパタ
ーン）は、接合面内での半値全幅θ、−１０〜３０°程
度であり、これＪこ垂直な方向での半値全幅θ２＝３０
〜６０″位である。 前述の走査光学系から照射されるビームは、裾が左右に
広がった正規分布状に近似した円形や楕円状の輝度分布
となり、例えば半導体レーザビームの場合、通常、輝度
１〜６ｍＷで感光体上で主走査方向あるいは副走査方向
の一方あるいは両者が２０〜１００μｍという極めて狭
い円形あるいは楕円状のパルス幅である。 第１７図は低γ型感光体の特性を示す概略図である。 電子写真法による画像形成装置に適用される感光体とし
ては、一般に第１７図に示すように、光減衰が露光初期
で大きく、露光中期において緩慢であるいわゆる低γ型
光減衰特性を示すものが一般に用いられてきた。 低γ型感光体としては、Ｓｅ　、　ＣｄＳ等単層型のも
の、ＯＰＣで通常用いられている電荷発生層と電荷輸送
層とからなる二層構成のものが知られているが、上記半
導体特性を示す多くの感光体は、高電界中より低電界中
の方が一般的に光感度が低く、光量の増大による電位低
下と供に光感度が低下するものである。このことからア
ナログ複写機において、階調再現の必要性からこの型の
感光体が用いられている。 仮に前述の走査光学系から照射されるビームで低γ感光
体上に静電潜像を形成すると、当該感光体は一般に露光
初期において感度が高く、感光体の変動を拾いやすいこ
と及び鮮鋭なドツト状の潜像が形成されないことになる
。 かかるビームにより形成された静電潜像を好ましくは反
転現像で現像してドツト画像を形成しても、しばしば鮮
鋭度の悪い画像となるという問題点があった。

【目　的】

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、レーザ光強度分布
をビーム変調方式、特にパルス幅変調方式及び強度変調
方式に適した光強度分布のビームに整形することを目的
とする走査光学系を提供することにある。 本発明の他の目的は、ドツトによる中間調再現が忠実な
画像を形成することを目的とする画像形成装置を提供す
ることにある。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するこの発明は、レーザ光源から発振さ
れるビームをフリメートレンズと回転多面鏡を介して露
光する走査光学系であって、中心部の透過率が低く、か
つ、周縁部の透過率が高い濃度フィルタを前記コリメー
トレンズと前記回転多面鏡との間に設けたことを特徴と
するものである。これにより、レーザ光のビーム形状を
整形する。 また、前記濃度フィルタを移動する移動手段を設けたこ
とを特徴とするものであればさらに効果を発揮できる。 これにより、レーザ光のビーム形状のばらつきや変動を
補正することができる。 更に、本発明は、レーザ光源から発振されるビームをコ
リメートレンズと回転多面鏡を介して露光し高γ感光体
上に静電潜像を形成して反転現像する画像形成装置であ
って、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過率か
高い濃度フィルタを前記コリメートレンズと前記回転多
面鏡との間に設けたことを特徴とするものである。

【実施例】

以下に本実施例の走査光学系の構成を第１図〜第２図に
基づいて説明する。 第１図は本実施例の走査光学系の概略構成を示すブロッ
ク図であり、第２図は本実施例の走査光学系の要部断面
図である。 走査光学系３０は、ページメモリ（図示せず）からの画
像濃度信号をパルス幅変調若しくは強度変調した変調信
号で半導体レーザ３１を発振させ、このレーザ光を所定
速度で回転するポリゴンミラー３６で偏向させ、ｆθレ
ンズ３７及びでシリンドリカルレンズ３５ａ　、　３５
ｂによって一様帯電した感光体ｌ上面に微少なスポット
に絞って走査するものである。 走査光学系３０は、コーヒレントな光源として半導体レ
ーザ３１を設け、発光光学系としてコリメートレンズ３
２、プリズム３３を設け、偏向光学系としてポリゴンミ
ラー３６及びｆθレンズ３７を設け、ポリゴンミラー３
６による面倒れ補正光学系としてシリンドリカルレンズ
３５ａ、３５ｂを設け、更に反射ミラー３８ａ、　３８
ｂを設けである。 半導体レーザ３１はＧａＡ　ＩＡｓ等が用いられ、最大
出力５ｍＷであり、光効率２５％であり、拡り角として
接合面平行方向８〜１６’　　接合面垂直方向２０〜３
６°である。又、カラートナー像を順次感光体１上に重
ね合わせるので、着色トナーによる吸収の少ない波長光
による露光が好ましく、この場合のビームの波長は８０
０ｎｍである。 コリメートレンズ３２は、ビームを効率良く必要な径で
取り出すレンズであり、開口数Ｎ、Ａは０．３３であり
、透過率は９７％以上のレンズからなり、球面収差とサ
イコンデンヨンを良好にするものである。 プリズム３３は、透過率８０％以上のプリズムにより、
半導体レーザ３１からのビーム径を１／３に圧縮するも
のである。ネジ３３ｃ　、　３３ｄにより偏向角度を微
調整することができる。 濃度フィルタ３４は、第１図及び第２図に示すようにプ
リズム３３の前に設けてあり、中心部の透過率が低く、
かつ、周縁部の透過率が高い濃度フィルタである。これ
により、ビームの強度分布を調整することかでき、感光
体ｌ上面で幅の狭い楕円状のビーム形状に整形される。 濃度フィルタ３４は固定手段３４０に収納されている。 固定手段３４０の構成及び機能については後はど述べる
ことにする。 なお、濃度フィルタ３４はコリメートレンズ３２とポリ
ゴンミラー３６との間であれば、どこに設けても構わな
いが、ビームの圧縮中に例えば、プリズム３３ａとプリ
ズム３３ｂとの間に挿入するのは好ましくない。 偏向光学系は、ビーム（光束）の集光すると共に走査面
の平坦化を実現するためにペノパール和と非点隔差を小
さくするものである。 ポリゴンレンズ３６は、８面のポリゴン面を設け、１６
５３５．４ｒｐｍの回転数で回転することにより、感光
体１面上にビームを走査するものである。なお、ポリゴ
ンミラーに限定されるものでなく、これと同様の機能を
果たすものであればかまわない。 ｆθレンズ３７は、走査面の平坦化を実現するためにペ
ラパール和と非点隔差を小さくし、像面湾曲を除去する
ものである。 補正光学系はとしては、ポリゴンミラー３６の前後に、
シリンドリカルレンズ３５ａ、３５ｂを設け、ポリゴン
ミラー３６の面倒れ誤差による走査線のピッチむらを低
減する。これにより、ポリゴン倒れ角１２０秒Ｐ−Ｐで
あり、倒れ角補正率１／２０以上となる。 シリンドリカルレンズ３５ｂはビームを感光体ｌ上面に
結像するものである。スポットサイズは主走査方向６２
．５±５μｍ１副走査方向８２．５±１２．５μｍであ
る。記録密度は主走査密度４００ｄｐｉに設定した。 更に、走査光学系３０の制御回路には、変調回路２００
を設け、同期系としてインデックスセンサ３９及びイン
デックス検出回路３９ａを設け、偏向系としてポリゴン
ドライバ３６０を設けである。 同期系は、偏向光学系からのビームを反射ミラー　３８
ｂを介してインデックスセンサ３９に入射する。 インデックスセンサ３９はビームに感応して電流を出力
し、当該電流はインデックス検出回路３９ａで電流／電
圧（Ａ　／　Ｖ　）変換してインデックス信号として出
力する。このインデックス信号により所定速度で回転す
るポリゴンミラー３６の面位置を検知し、主走査方向の
周期によって、ラスク走査方式で後に記す変調されたデ
ィジタル画像濃度信号による光走査を行っている。走査
周波数２２０４．７２Ｈｚであり、有効印字幅２９７ｍ
ｍ以上であり、有効露光幅３０６ｍｍ以上である。 変調回路２００は、参照波と所定ビット例えば８ビツト
からなるディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換したアナ
ログ濃度信号とを差動増幅するか、若しくは比較し２値
化する。そして得られた強度変調信号若しくはパルス幅
変調信号を出力する。当該変調信号はＬＤの駆動回路３
１ａの駆動信号となる。 ＬＤ駆動回路３１ａは変調回路２００からの変調信号で
半導体レーザ３１を発振させるものであり、半導体レー
ザ３１からのビーム光量に相当する信号がフィードバッ
クされ、その光量が一定となるように駆動する。 以上が本実施例の走査光学系３Ｑの概略構成であり、以
下に本実施例の要部構成について詳細を第３図〜第１０
図に基づいて説明する。 第３図（ａ）は本実施例の要部構成である濃度フィルタ
及びその固定手段を示す平面図であり、８３図（ｂ）は
−船釣な走査光学系により感光体上面に結像されるビー
ムを示す模式図であり、第３図（ｃ）は本実施例の走査
光学系により感光体上面に結像されるビームを示す模式
図であり、第４図は本実施例に係る濃度フィルタの透過
率を示すグラフである。 本実施例の走査光学系３０は、第２図に示すように新た
な構成として固定手段３４０に収納した濃度フィルタ３
４をプリズム３３の前に設けである。 固定手段３４０は、第３１ｍ（ａ）に示すように固定枠
３４１の内側にスライド部材３４２を矢印Ｘ方向にスラ
イド自在に嵌装し、スライド部材３４２の内側に濃度フ
ィルタ３４を矢印Ｙ方向にスライド自在に嵌装しである
。なお、濃度フィルタ３４は、例えばラックとピニオン
等により上下、左右に移動する固定手段を設け、これに
よりビームの強度分布を変更することができる。 濃度フィルタ３４の透過率は、第４図（ａ）に示すよう
に矢印Ｘ方向で中心付近で透過率が下降している。上述
の走査光学３０の構成により、偏向光学系で感光体１の
結像されるビーム径は、第３図（ｃ）に示すように主走
査方向２０±７μｍとなり、副走査方向共にに圧縮され
、これにより主副走査方向の書込密度を４００ｄｐｉに
設定した。なお、通常の走査光学系によれば、第３図（
ｂ）に示すような楕円状のビームを感光体上に結像する
ことになる。 更にこれは多値記録方法としてパルス幅変調を採用する
のに適することになる。しかし、本実施例の走査光学系
３０においては、ビームの圧縮される方向にハローが発
生することになる。 これらのことは、次の内容を示している。 レーザビーム光はコリメートレンズによって実空間から
周波数空間に変換され、その後に置かれたｆθレンズに
よって再び実空間に変換される。 すなわち、コリメートレンズとｆθレンズの間の空間は
周波数空間になっており、この位置に濃度フィルターが
置かれるとレーザビーム光の周波数空間における特定の
周波数成分がカットされこの状態で実空間にもどされる
ことになる。上述のハローの発生は、カットされた帯域
の周波数成分がなくなったことによる影響が出ているも
のである。 本実施例においては低周波数の周波数成分がカットされ
る様な濃度フィルタの構成をとっている。 この濃度フィルタ３４により、ガウス分布をもったレー
ザビームの強度分布は第４図（ｂ）の様に整形され−マ
にｆθレンズによって微小スポットとして感光体上に結
像されるものである。 以下、述べる他の実施例においても同様の考え方が成立
する。 次に変調法として強度変調に適する濃度フィルタ１３４
について説明する。 第５図は固定手段に収納した濃度フィルタを示す平面図
であり、第６図は本実施例に係る濃度フィルタの透過率
を示すグラフである。 固定手段３４０に収納した濃度フィルタ１３４は第２図
に示すようにプリズム３３の前に設けである。 濃度フィルタ１３４の透過率は、第６図に示すように矢
印Ｘ方向で中心付近で透過率が上昇している。上述の走
査光学３０の構成により、偏向光学系で感光体１の結像
されるビーム径は、第５図（ｂ）に示すように主走査方
向２０±７μｍとなり、副走査方向共にに圧縮され、こ
れにより主副走査方向の書込密度を８００ｄｐｉに設定
した。これは多値記録方法として強度変調を採用するの
に適することになる。しかし、本実施例の走査光学系３
０においては、ビームの圧縮される方向、つまり全方向
にハローが発生することになる。 他の濃度フィルタについて説明する。 第７図は固定手段に収納しｔ；濃度フィルタを示す平面
図であり、第８図は本実施例に係る濃度フィルタの透過
率を示すグラフである。 固定手段３４０に収納した濃度フィルタ２３４は第２図
に示すようにプリズム３３の前に設けである。 濃度フィルタ２３４の透過率は、第８図に示すように矢
印Ｙ方向で中心付近で透過率が上昇している。上述の走
査光学３０の構成により、偏向光学系で感光体ｌの結像
されるビーム径は、副走査方向に圧縮され、これにより
主走査方向の書込密度を４００ｄｐｉ、副走査方向の書
込密度を８００ｄｐ目こ設定した。しかし、本実施例の
走査光学系３０においては、ビームの圧縮される方向、
つまり副走査方向にハローが発生することになる。 その他に本実施例の走査光学系３０においては、様々な
濃度フィルタを採用することができる。これらの濃度フ
ィルタは目的に応じて様々な効果が得られる。 第９図（ａ）〜第９図（ｃ）に別の濃度フィルタを示す
平面図及びその透過率を示すグラフである。 第９図（ａ）に示す濃度フィルタは略第３図（ａ）に示
す濃度フィルタと同様なものであり、感光体ｌ上面に結
像されるビームを主走査方向に圧縮するものであり、パ
ルス幅変調法に適するものである。 第９図（ｃ）に示す濃度フィルタは第７図に示す濃度フ
ィルタと略同様なものであり、感光体上面に結像される
ビームを副走査方向に圧縮することになる。 第９図（ｂ）に示す濃度フィルタは第５図に示す濃度フ
ィルタと同様なものであり、強度変調法に適するもので
ある。感光体ｌ上面に結像されるビームを全方向から圧
縮することになる。また、この濃度フィルタは光学系の
バラツキや熱的変動に対し、ドツト形状を調整すること
ができるという利点を備える。この濃度フィルタは第９
図（ａ）及び第９図（ｃ）の濃度フィルタを組み合わせ
ることにより、略同様の効果が得られる。具体的には、
走査光学系に同時に設けることにより実現される。 なお、透過率については、詳しい説明を省略するがそれ
ぞれ点線ｘ、ｙ上における透過率を示すグラフである。 その他の濃度フィルタを第１Ｏ図（ａ）、（ｂ）に示し
である。 第１０図（ａ）〜（ｂ）は他の濃度フィルタを示す平面
図及び透過率を示すグラフである。 これらの濃度フィルタは光軸に対する挿入量を変えるこ
とにより、レーザ光束に対するＸ方向又は、ｙ方向のフ
ィルタの濃度分布を変えることができるものである。 第１Ｏ図（ａ）に示す濃度フィルタは、第３図に示すス
ライド部材３４２上で光軸に対する挿入量を変える（ｙ
方向に移動）ことにより主走査方向のドツト形状を変え
ることができる。 第１θ図（ｂ）に示す濃度フィルタは、第７図に示すス
ライド部材３４２を固定枠に沿って移動（Ｘ方向に移動
）することにより、光軸に対する挿入量を変えて副走査
方向のドツト形状を変えることができる。 また、これらの濃度フィルタを組み合わせることにより
、主／副走査方向のビーム形状を調整するこができるの
で、半導体レーザを含めた走査光学系のバラツキを補正
でき、又、熱的変動に対して、ビーム形状を調整するこ
とができる。 以下イニ、前述の走査光学系３０を備える画像形成装置
１００の構成について説明する。 第１１図は本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断
面図である。 カラー画像形成装置１００は、感光体を一様帯電した後
にコンピュータ又はスキャナからの画像濃度信号をシエ
イディング補正、階調補正、マスキング補正等の処理を
行う。このディジタル画像濃度信号をＤ／Ａ変換して得
られｔ；アナログ画像濃度信号と参照波信号とを比較し
て得られた変調信号に基づいてパルス幅変調若しくは強
度変調したスポット露光によりドツト状の静電潜像を形
成し、これをトナーにより反転現像してドツト状のトナ
ー画像を形成し、前記露光及び現像工程を繰り返して感
光体ｌ上にカラートナー像を形成し、該カラートナー像
を転写し、分離、定着してカラー画像を得る。 画像形成装置１００は、矢印方向に回動するドラム状の
感光体（以下、単に感光体という。）■と、該感光体１
上に−様な電荷を付与するスフロトロン帯電器２と、走
査光学系３０、イエロー　マゼンタ、シアン及び黒トナ
ーを装填した現像器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ。 ４Ｄ、転写前帯電器６１、スフロトロン転写器６２、分
離器６３、定Ｊｉｏ−ラ６４、クリ−ニゲ装置７０、除
電器７４とからなる。 第１２図は高γ感光体の具体的構成例を示す断面図であ
る。 以下に本実施例の主な構成について説明する。 感光体１は、第１２図に示すように導電性支持体ｌＡ、
中間層ｌＢ、感光層ｌＣからなる。感光層ＩＣの厚さは
、５〜１００μｍ程度であり、好ましくは１０〜５０μ
ｍである。感光体ｌは直径１５０ｍｍのアルミニュウム
製のドラム状導電性支持体ｌＡを用い、該支持体ＩＡ上
にエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．１μ
ｍの中間層ＩＢを形成し、この中間層ＩＢ上に膜厚３５
μｍの感光層ＩＣを設けて構成される。 導電性支持体ＩＡとしては、アルミニウム、スチール、
銅等の直径１５０ｍｍ程度のドラムが用いられるが、そ
のほか、紙、プラスッチクフィルム上に金属層をラミネ
ートまたは蒸着したベルト状のもの、あるいは電ちゅう
法によって作られるニッケルベルト等の金属ベルトであ
ってもよい。また、中間層ＩＢは、感光体として±５０
０〜±２０００　Ｖの高帯電に耐え、例えば正帯電の場
合はエレクトロンの導電性支持体ＩＣから注入を阻止し
、なだれ現象による優れた光減衰特性が得られるよう、
ホール移動性を存するのが望ましく、そのため中間層Ｉ
Ｂに例えば本出願人が先に提案した特願昭６１−１８８
９７５号明細書に記載された正帯電型の電荷輸送物質を
１０１１％以下添付するのが好ましい。 中間層ＩＢとしては、通常、電子写真用の感光層に使用
される例えば下記樹脂を用いることができる。 （１）　ポリビニルアルコール（ポバール）、ポリビニ
ルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等のビニ
ル系ポリマー （２）ボリヒニルアミン、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾー
ル、ポリヒニルビリジン（四級塩）、ポリビニルピロリ
ドン、ヒニルピロリドンー酢酸ヒニルコボリマー等の含
窒素ビニルポリマー （３）ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリエテル系ポリマ
ー （４）ポリアクリル酸およびその塩、ポリアクリルアン
ミド、ポリ−β−ヒドロキシエチルアクリレート等のア
クリル酸系ポリマー （５）ポリメタアクリル酸およびその塩、ポリメタアク
リルアミド、ポリヒドロキシプロピルメタアクリレート
等のメタアクリル酸系ポリマー（６）メチルセルロース
、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース等のエーテル繊維素系ポリマー （７）ポリエチレンイミン等のポリエチレンイミン系ポ
リマ− （８）ポリアラニン、ポリセリン、ポリ−Ｌ−グルタミ
ン酸、ポリ−（ヒドロキシエチル）−Ｌ−グルタミン、
ポリーδ−力ルポキシメチルーＬ−システィン、ポリプ
ロリン、リジン−チロシンコポリマー　グルタミン酸−
リジン−アラニンコポリマー　絹フィブロイン、カゼイ
ン等のポリアミノ酸類 （９）スターチアセテート、ヒドロキシエチルスターチ
、スターチアセテート、ヒドロキシエチルスターチ、ア
ミンスターチ、フォスフェートスターチ等のでんぷんお
よびその誘導体 （１０）ポリアミドである可溶性ナイロン、メトキシメ
チルナイロン（８タイプナイロン）等の水とアルコール
との混合溶剤に可溶なポリマー 感光層１ｃは基本的には電荷輸送物質を併用せずに光導
電性顔料よりなる０、１−１μｍ径のフタロシアニン微
粒子と、酸化防止剤とバインダー樹脂とをバインタ樹脂
の溶剤を用いである０、１〜１μｍ径のフタロシアニン
微粒子に混合分散して塗布液を調整し、この塗布液を中
間層に塗布し、乾燥し、必要により熱処理して形成され
る。 また、光導電性材料と電荷輸送物質とを併用する場合に
は、光導電性顔料と当該光導電性顔料の１１５以下、好
ましくはｌ　／　１０００〜ｌ　／１０（重量比）の少
量の電荷電荷輸送物質とよりなり光導電性材料と、酸化
防止剤とバインダー樹脂中に分散させて感光層を構成す
る。 本実施例ではカラートナー像を感光体に重ね合わせるの
で走査光学系からのビームがカラートナー像を遮蔽しな
いように長波長側に分光感度を有する感光体が必要であ
る。 以下に本実施例の高γ感光体の光減衰特性について説明
する。 第１３図は高γ感光体の特性を示す概略図である。 図において、ｖｌは帯電電位（Ｖ）、ＶＯは露光前の初
期電位（Ｖ）、Ｌｌは初期電位■。が４１５に減衰する
のに要するレーザビームの照射光量（μＪ／ｃｍ”）、
Ｌ２は初期電位Ｖ０が１１５に減衰するのに要するレー
ザビームの照射光量（μＪ／ｃｍ”）を表す。 Ｌ　ｚ　／　Ｌ　＋の好ましい範囲は １．０≦Ｌ　２　／　Ｌ　＋≦１．５ である。 本実施例ではＶ　、　−１０００（Ｖ　）、Ｖ　、＝　
９５０（Ｖ　）、Ｌ　、／　Ｌ　＋＝　１．２である。 又露光部の感光体電位はｌＯ■である。 光減衰曲線が初期電位（Ｖｏ）を１／２にまで減衰させ
た露光中期に相当する位置での光感度をＥ１７．とし、
初期電位（ｖｏ）を９７１Ｏまで減衰させた露光初期に
相当する位置での光感度をＥ　Ｉ／ｌ。とじたとき、 （Ｅ１７□）／（Ｅｌ／１゜）≧２ 好ましくは （Ｅ　１ｙ２）／　（Ｅ　Ｉ／ｌ。）≧５の関係を与え
る光導電性半導体が選ばれる。なお、ここでは、光感度
は微少露光量に対する電位低下量の絶対値で定義される
。 当該感光体ｌの光減衰曲線は、第１３図に示すような光
感度である電位特性の微分係数の絶対値が少光量時に小
さく、光量の増大と供に急峻に減衰する。具体的には光
減衰曲線が第１３図に示すように露光初期においては、
若干の期間り３、感度特性か悪くてほぼ横這いの光減衰
特性を示すが、露光の中期Ｌ１からＬ２にかけては、−
転して超高感度となってほぼ直線的に下降する超高γ特
性となる。感光体ｌは具体的には＋５００〜＋２０００
　Ｖの高帯電下におけるなだれ現象を利用して高ガンマ
特性を得るものと考えられる。つまり、露光初期におい
て光導電性顔料の表面に発生したキャリアは当該顔料と
被覆樹脂との界面層に有効にトラップされて光減衰が確
実に抑制され、その結果、露光の中期においてきわめて
急激ななだれ現象が生じると解される。 第１４図は本実施例の画像形成装置に適用される現像装
置を示す断面図である。 現像器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄは、装填する現像剤の色
が異なるだけで、第１４図に示すような共通の構成であ
り、以下に現像装置４０を代表して構成を説明する。 現像器４０は、下部ケーシング４２と上部ケーシング４
１で形成する現像槽内に回転するＮ、Ｓ極を有するマグ
ネットローラ４４を内包するスリーブ４３、上部ケーシ
ング４１に固着した固定部材４６からスリーブ４３に圧
接した弾性板からなるスクレーパ４５、スクリュウ状の
第１及び第２の撹拌部材４７　、４８、スリーブクリー
ニングローラ４９を備える。第１の撹拌部材４７は紙面
手前方向へ、第２撹拌部材４８は紙面奥側搬送する形状
である。この撹拌部材４７゜４８の間に壁を設けて現像
剤が滞留しないような形状をしている。なお、スクレー
／（４５に代えて磁性板や磁性棒かもなる薄層形成手段
を設けてもよい。 スリーブタリーニゲローラ４９は矢印方向に回転し、現
像領域を通過してトナーを消費した現像剤をスリーブ４
３から掻き取る。このため現像領域に搬送される現像剤
を入れ換えることができ、現像条件が安定する。 スリーブ４３には、かぶりを防ぐために保護抵抗（図示
せず）を介して直流バイアス成分を有する電圧を印加す
る現像バイアス回路８０が設けられている。 ここで用いられる現像剤りは二成分現像であり、トナー
は１〜２０μｍの粒径であり、電荷制御剤或はアミン化
合物で処理されたシリカ微粒子やその他添加剤の混合し
たものが使用される。現像剤を構成するキャリヤもトナ
ー同様に小粒径の方が画質の解像力及び階調再現性の点
からを利である。 例えば、現像剤層のキャリアを５〜５０μｍの小粒径と
した場合均一な高さの磁気ブラシを形成することができ
る。 現像バイアス回路８０は、スリーブにより搬送されたト
ナーが感光体Ｉに静電的力を受けて移行しうる現像領域
でトナーがスリーブ４３と感光体ｌの間を振動させるた
めの交流バイアスを供電する交流電源と直流バイアスを
供電する高圧直流電源とを備える。本実施例ではＶ　Ｄ
Ｃ＝８００Ｖ、Ｖ　ＡＣ＝７００Ｖ　。 ３ＫＨｚである。このようにして現像バイアス回路８０
はスリーブ４３と感光体ｌの間に振動電界を発生させて
いるので、現像剤の粒子がスリーブ４３と感光体ｌとの
間で振動するから、現像剤りと感光体ｌとが接触しなく
ても感光体ｌにトナー粒子によるトナー像が形成される
ので先行のトナー像を破壊しない。 非接触現像においては、潜像に対して現像剤が接触しな
いことから、微細な潜像の現像が困難であるが、高γ型
感光体により急峻な潜像を造ることにより、微細な部分
の現像性を潜像形成の改良により向上させることができ
る。 このことから、接触現像に限らず、特に非接触現像法に
おいては、高γ型感光体を用いた本実施例はさらに効果
を有するものとなっている。 以下に、本実施例の走査光学系３０及びこれを採用する
画像形成装置１００の動作について説明する。 先にパルス幅変調信号による走査光学系の駆動及び画像
形成装置の動作について説明する。 第１５図（ａ）〜（ｆ）はパルス幅変調信号に基づいて
本実施例の走査光学系の動作及びこれを利用する画像形
成装置の動作を説明するタイムチャートである。 図において、（ａ）は画素クロックＤＣＫを示している
。（ｂ）は色補正や階調補正後にＤ／Ａ変換されたアナ
ログ濃度信号である。（ｃ）中の点線で示す信号はＤ／
Ａ変換した画像の濃淡を示すアナログ濃度信号であり、
実線で示す信号は参照波信号である。 （ｄ）はアナログ濃度信号と参照波信号とをコンパレー
タを通すことにより得られるパルス幅変調信号である。 記録画素に対応した濃度信号と参照波信号は同期してお
り、画像濃度に対応したパルス幅変調信号か生成される
。（ｅ）は感光体ｌ上における露光ドツト分布をしめし
ている。つまり、露光ドツト分布は本来シャープな矩形
状をしているが光学系のＭＴＦにより広がり、又ハロー
によるノイズｎを伴っている。この露光ドツト分布の中
の破線で示された略半減露光光量Ｐ、へ以上の部分が高
γの感光体特性により潜像として形成されることになる
。 （ｆ）は濃度信号に応じて得られた、大小からなるドツ
トの潜、像である。このときハローによるノイズｎは前
述の理由により静電潜像として形成されない。当該潜像
を現像により形成されるドツト状の画像は、ボケのない
シャープなドツト状のトナー画像であり、このドツトの
幅を変化させることにより、画像の階調性を向上させた
トナー画像が得られる。 以下に、画像形成装置１００の像形成プロセスについて
説明する。 先ず、スコロトロン帯電器２により感光体ｌが一様帯電
される。ドラム状感光体ｌ上にイエローに対応する静電
潜像か、イエローデータ（ディジタル濃度データ）によ
り光変調されたレーザ光の照射により形成される。前記
イエローに対応する静電潜像は、第１の現像器４Ａによ
り現像され、感光体ｌ上に極めて鮮鋭度の高い第１のド
ツト状のトナー像（イエロートナー像）が形成される。 この第１のトナー像は記録紙Ｐに転写されることなく、
感光体ｌ上に再びスコロトロン帯電器２により帯電か施
される。 次いでマゼンタデータ（ディジタル濃度データ）により
レーザ光が光変調され、該変調されたレーザ光が感光体
１上に照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像
は、第２の現像装置４Ｂにより現像されて、第２のトナ
ー像（マゼンタデ−タ゛が形成される。前記と同様にし
て第３現像装置４ｃにより順次現像されて、第３のトナ
ー像（／アントナー像）が形成され、感光体１上に順次
積層された３色トナー像か形成される。最後に第４のト
ナー像（黒トナー像）か形成され、感光体ｌ上に順次積
層された４色トナー像が形成される。 本実施例の画像形成装置２００によれば、感光体か優れ
た高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高ガンマ特性
がトナー像の上から帯電、露光現像の工程１を多数回に
わたり繰り返しトナー像を重ね合わせて形成する場合に
も潜像か安定して形成される。すなわち、ディジタル信
号に基づいてビームをトナー像の上から照射するとして
もフリンジのない高鮮鋭度の高いドツト状の静電潜像が
形成でき、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ること
かできる。 これらの４色トナー像は、帯電器６１により感光体ｌを
帯電した後（省略してもよい）、給紙装置から供給され
た記録紙Ｐ上に転写器６２の作用で転写される。 転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、分離電極６３によ
り感光体ｌから分離され、ガイドおよび搬送ベルトによ
り搬送されて定着装置６４に搬入され加熱定着されて排
紙皿に排出される。 一方、転写が終了した感光体ｌは、表面に残っているト
ナーをトナー像形成中は解除されていたクリーニング装
置７０のブレード、ファーブラシあるいは磁気ブラシに
より除去され、トナー像形成中は使用されなかったラン
プあるいはコロナ除電器７４により除電され、次の多色
像形成に支障のないようにされる。なお、ランプや除電
器７４はクリーング前に位置してもよい。 次に強度変調信号による走査光学系及び画像形成装置１
００の動作について説明する。 第１６図（ａ）〜（ｆ）は本実施例の走査光学系の動作
及びこれを利用する画像形成装置の強度変調信号による
駆動動作を説明するタイムチャートである。 図において、（ａ）は画素クロックＤＣＫを示している
。（ｂ）は色補正や階調補正後にＤ／Ａ変換されたアナ
ログ濃度信号である。（ｃ）中の点線で示す信号はＤ　
、／　Ａ変換した画像の濃淡を示すアナログ濃度信号で
あり、寅線で示す信号は参照波信号である。 （ｄ）は参照波信号とアナログ濃度信号を比較した変調
信号であり、差動増幅となっている。この変調は記録画
素に対応した濃度信号と参照信号とは同期して行われ、
画像濃度に対応した強度変調信号が生成される。（ｅ）
は感光体ｌ上における露光ドツト分布をしめしている。 つまり、露光ドツト分布は／ヤーブな三角形状をしてい
るがハローによるノイズｎを伴っている。この露光ドツ
ト分布の中の破線で示された感光体電位をＶ。をＩ／２
の電位にする略半減露光光量Ｐ、／２以上の部分が高γ
の感光体特性により潜像として形成されることになる。 （ｆ）は濃度信号に応じて得られた、大小からなるドツ
トの潜像である。このときハローによるノイズｎは前述
の理由により静電潜像として形成されない。当該潜像を
現像により形成されるドツト状の画像は、ボケのないシ
ャープなドツト状のトす−画像であり、二のドツト径を
変化させることにより、画像の階調性を向上させたトナ
ー画像が得られる。 以下に、画像形成装置１００の像形成プロセスについて
説明する。 先ず、スコロトロン帯電器２により感光体ｌが一様書電
され、イエローに対応する静電潜像が、イエローデータ
（ディジタル濃度データ）により光変調されたレーザ光
の照射により形成される。前記イエローに対応する静電
潜像は、第１の現像器４Ａにより現像され、感光体１上
に極めて鮮鋭度の高い第１のドツト状のトナー像（イエ
ロートナー像）が形成される。この第１のトナー像は記
録紙Ｐに転写されることなく、感光体ｌ上に再びスコロ
トロン帯電器２により帯電が施される。 次いでマゼンタデータ（ディジタル濃度データ）により
レーザ光が光変調され、該変調されたレーザ光か感光体
ｌ上に照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像
は、第２の現像装置４Ｂにより現像されて、 第２のトナー像（マゼンタ トナー像） が形成される。前記と同様にして第３現像装置４Ｃによ
り順次現像されて、第３のトナー像（ソアシトナー像）
か形成され、感光体ｌ上に順次積層された３色トナー像
が形成される。最後に＠４のトナー像（黒トナー像）か
形成され、感光体ｌ上に順次積層された４色トナー像が
形成される。 本実施例の画像形成装置１００によれは、感光体が優れ
た高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高ガンマ特性
がトナー像の上から帯電、露光現像の工程を多数回にわ
たり繰り返しトナー像を重ね合わせて形成する場合にも
潜像が安定して形成される。すなわち、ディジタル信号
に基づいてビームをトナー像の上から照射するとしても
フリンジのない高鮮鋭度の高いドツト状の静電潜像を形
成でき、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ることが
できる。 これらの４色トナー像は、帯電器６１により感光体ｌを
帯電した後（省略してもよい）、給紙装置から供給され
た記録紙Ｐ上に転写器６２の作用で転写される。 転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、分離電極６３によ
り感光体ｌから分離され、ガイドおよび搬送ベルトによ
り搬送されて定着装置６４に搬入され加熱定着されて排
紙皿に排出される。 一方、転写が終了した感光体１は、表面に残っているト
ナーをトナー像形成中は解除されていたクリーニング装
置７０のブレード、ファープランあるいは磁気プランに
より除去され、トナー像形成中は使用されなかったラン
プあるいはコロナ除電器７４により除電され、次の多色
像形成に支障のないようにされる。なお、ランプや除電
器７４はクリユング前に位置してもよい。 上述のように本実施例にあっては、レーザ光源３１かも
発振されるビームをコリメートレンズ３２とポリゴンミ
ラーとｆθレンズ３７を介して露光する走査光学系３０
において、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過
率が高い濃度フィルタ３４を前記コリメートレンズ３２
とポリゴンミラー３６との間に設けたことことにより、
ビーム変調方式、特にパルス幅変調方式及び強度変調方
式に適した光強度分布のビームに整形することを目的と
する走査光学系を提供することができた。 また、前記濃度フィルタ３４を移動する移動手段を設け
たことを特徴とするものであればさらに効果を発揮でき
る。 上述のように本実施例にあっては、半導体レーザ３１か
ら発振されるビームをコリメートレンズ３２とポリゴン
ミラー３６とｆθレンズ３７を介して露光し高γ感光体
ｌ上に静電潜像を形成して反転現像する画像形成装置１
００において、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の
透過率が高い濃度フィルタ３４ヲコリメートレンズ３２
とポリゴンミラー３６との間に設けたことにより、ドツ
トによる中間調再現が忠実な画像を形成することを目的
とする画像形成装置を提供することができた。

【発明の効果】

本発明により、レーザ光源から発振されるビームをコリ
メートレンズと偏光器を介して露光する走査光学系にお
いて、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過率が
高い濃度フィルタを前記コリメートレンズと前記偏光器
との間に設けたことことにより、ビーム変調方式、特に
パルス幅変調方式及び強度変調方式に適した光強度分布
のビームに整形することを目的とする走査光学系を提供
することができた。 また、前記濃度フィルタを移動する移動手段を設けたこ
とを特徴とするものであればさらに効果を発揮できる。 本発明により、また、レーザ光源から発振されるビーム
をコリメートレンズと偏光器を介して露光し高γ感光体
上に静電潜像を形成して反転現像する画像形成装置にお
いて、中心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過率が
高い濃度フィルタを前記コリメートレンズと前記偏光器
との間に設けたことにより、ドツトによる中間調再現が
忠実な画像を形成することを目的とする画像形成装置を
提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の走査光学系の概略構成を示すブロッ
ク図、第２図は本実施例の走査光学系の要部断面図、第
３図（ａ）は本実施例の要部１１！成である濃度フィル
タ及びその固定手段を示す平面図、第３図（ｂ）は−船
釣な走査光学系ｌこより感光体上面に結像されるビーム
を示す模式図、第３図（ｃ）は本実施例の走査光学系に
より感光体上面に結像されるビームを示す模式図、第４
図は本実施例に係る濃度フィルタの透過率を示すグラフ
、第５図は固定手段に収納した濃度フィルタを示す平面
図、第６図は本実施例に係る濃度フィルタの透過率を示
すグラフ、第７図は固定手段に収納した濃度フィルタを
示す平面図、第８図は本実施例に係る濃度フィルタの透
過率を示すグラフ、第９図（ａ）〜第９図（Ｃ）に別の
濃度フィルタを示す平面図及びその透過率を示すグラフ
、第１０図（ａ）〜（ｂ）は他の濃度フィルタを示す平
面図及び透過率を示すグラフ、第１１図は本実施例の画
像形成装置の概略構成を示す断面図、第１２図は高γ感
光体の具体的構成例を示す断面図、第１３図は高γ感光
体の特性を示す概略図、第１４図は本実施例の画像形成
装置に適用される現像装置を示す断面図、第１５図（ａ
）〜（ｆ）はパルス幅変調信号に基づいて本実施例の走
査光学系の動作及びこれを利用する画像形成装置の動作
を説明するタイムチャート、第１６図（ａ）〜（［）は
本実施例の走査光学系の動作及びこれを利用する画像形
成装置の強度変調信号による駆動動作を説明するタイム
チャート、−第１７図は低γ型感光体の特性を示す概略
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源から発振されるビームをコリメートレ
   ンズと偏光器を介して露光する走査光学系において、中
   心部の透過率が低く、かつ、周縁部の透過率が高い濃度
   フィルタを前記コリメートレンズと前記偏光器との間に
   設けたことを特徴とする走査光学系。
2. （２）前記濃度フィルタを移動する移動手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
3. （３）レーザ光源から発振されるビームをコリメートレ
   ンズと偏光器を介して露光し高γ感光体上に静電潜像を
   形成して反転現像する画像形成装置において、中心部の
   透過率が高く、かつ、周縁部の透過率が高い濃度フィル
   タを前記コリメートレンズと前記偏光器との間に設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。