JPH0580263A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH0580263A JPH0580263A JP3171997A JP17199791A JPH0580263A JP H0580263 A JPH0580263 A JP H0580263A JP 3171997 A JP3171997 A JP 3171997A JP 17199791 A JP17199791 A JP 17199791A JP H0580263 A JPH0580263 A JP H0580263A
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- light
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/22—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
- G03G15/32—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head
- G03G15/326—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head by application of light, e.g. using a LED array
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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-
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- B41J2/473—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
-
- G—PHYSICS
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
- G03G15/04036—Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors
- G03G15/04045—Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors for exposing image information provided otherwise than by directly projecting the original image onto the photoconductive recording material, e.g. digital copiers
- G03G15/04072—Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors for exposing image information provided otherwise than by directly projecting the original image onto the photoconductive recording material, e.g. digital copiers by laser
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 １個以上のレーザー・ビームをマスクするた
めの孔明き板を有している電子写真装置用の露光装置で
ある。板は１個以上の孔を含んでおり、孔は、そこを通
過した光ビームに正規光分布を形成するような不規則縁
部を有している。所定の高さ比の鋸歯状縁部が使用され
て、露光像の処理方向又はイン・トラック方向に対応す
る縁部において、光の所定の減衰が行われる。 【効果】 正規分布は、走査ラインの間隔変化に対する
許容度が高く、最終的な像での処理方向ラインの連続性
が改善される。
めの孔明き板を有している電子写真装置用の露光装置で
ある。板は１個以上の孔を含んでおり、孔は、そこを通
過した光ビームに正規光分布を形成するような不規則縁
部を有している。所定の高さ比の鋸歯状縁部が使用され
て、露光像の処理方向又はイン・トラック方向に対応す
る縁部において、光の所定の減衰が行われる。 【効果】 正規分布は、走査ラインの間隔変化に対する
許容度が高く、最終的な像での処理方向ラインの連続性
が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は印刷装置に関し、より具
体的には、感光体の多スポット露光を利用したレーザー
・プリンタに関する。
体的には、感光体の多スポット露光を利用したレーザー
・プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、数多くのレーザー・プリンタでは
単一のレーザー・ビームが使用され、そのレーザー・ビ
ームが変調されて、感光体の表面に対して走査される。
この装置では感光体の選択的露光を行うことにより潜像
が形成され、その潜像が現像されて、紙シートなどのハ
ード・コピー出力媒体に転写される。像を形成するため
には、ビームがページ範囲全体を走査する必要があるの
で、プリンタの処理量や速度は走査時間に左右される。
単一のレーザー・ビームが使用され、そのレーザー・ビ
ームが変調されて、感光体の表面に対して走査される。
この装置では感光体の選択的露光を行うことにより潜像
が形成され、その潜像が現像されて、紙シートなどのハ
ード・コピー出力媒体に転写される。像を形成するため
には、ビームがページ範囲全体を走査する必要があるの
で、プリンタの処理量や速度は走査時間に左右される。
【０００３】同等の出力品質を備えたより高速のプリン
タを製造するために、一部のプリンタでは、走査露光処
理に２個以上の変調レーザー・ビームが使用される。例
えば、ある装置では３つの同時変調されるレーザー・ビ
ームを使用し、それらが感光表面又は感光体に対して走
査されるようになっており、その装置では、単一レーザ
ー走査装置での所要時間の１／３の時間で感光体の露光
を行える。３個のビームのそれぞれは、形成されつつあ
る像の隣接するラインを走査でき、又、走査するライン
が、次の走査行程において走査される別のラインと交互
に位置するようにもできる。個々のレーザー・ビーム
は、レーザー・ダイオードなどの独立した個々のレーザ
ー装置から得ることができ、又、単一のレーザー装置を
使用して、そのビームを変調前に２個以上のビームに分
割するようにもできる。米国特許第4,884,857号は、本
発明と同一の譲受人に対して１９８９年１２月５日に発
行されたもので、その内容は参考のために本件にも盛り
込んであるが、この公報には多ビーム・レーザー走査装
置が開示されている。
タを製造するために、一部のプリンタでは、走査露光処
理に２個以上の変調レーザー・ビームが使用される。例
えば、ある装置では３つの同時変調されるレーザー・ビ
ームを使用し、それらが感光表面又は感光体に対して走
査されるようになっており、その装置では、単一レーザ
ー走査装置での所要時間の１／３の時間で感光体の露光
を行える。３個のビームのそれぞれは、形成されつつあ
る像の隣接するラインを走査でき、又、走査するライン
が、次の走査行程において走査される別のラインと交互
に位置するようにもできる。個々のレーザー・ビーム
は、レーザー・ダイオードなどの独立した個々のレーザ
ー装置から得ることができ、又、単一のレーザー装置を
使用して、そのビームを変調前に２個以上のビームに分
割するようにもできる。米国特許第4,884,857号は、本
発明と同一の譲受人に対して１９８９年１２月５日に発
行されたもので、その内容は参考のために本件にも盛り
込んであるが、この公報には多ビーム・レーザー走査装
置が開示されている。
【０００４】多ビーム・レーザー走査装置の１つの不具
合として、走査の処理方向又はイン・トラック方向にお
いて、ビームを正確な位置に維持することが困難である
ということがある。このことは、処理方向において連続
している文字又は線が不規則に表れることを防止するた
めに必要である。このことは、特に、レーザー・ダイオ
ードを発光装置として使用し、装置全体の光学構成要素
が、感光体に像を形成する際に、ダイオード間の間隔を
実質的に拡大する場合に当てはまる。
合として、走査の処理方向又はイン・トラック方向にお
いて、ビームを正確な位置に維持することが困難である
ということがある。このことは、処理方向において連続
している文字又は線が不規則に表れることを防止するた
めに必要である。このことは、特に、レーザー・ダイオ
ードを発光装置として使用し、装置全体の光学構成要素
が、感光体に像を形成する際に、ダイオード間の間隔を
実質的に拡大する場合に当てはまる。
【０００５】ダイオード間隔とそれに対応するレーザー
・ビーム間隔についての厳しい誤差必要条件を緩和する
ための１つの方法が、前述の特許文献に記載されてい
る。そこで教示されている如く、孔明き板を静止ビーム
と光学的装置との間に配置し、該装置が、感光体に対す
るビームの走査に必要な偏向を行うようにする。孔明き
板は複数の孔又は開口を含んでおり、そこをビームが通
過する。孔に衝突するビームは孔よりも大きいビームで
あり、従って、ビームの一部分だけが孔を通過して感光
体に到達する。このようにすると、板の孔の間において
分離を行い、感光体上での走査ライン間隔を効果的に調
整できる。この板では、レーザー・ダイオード配列体の
動作又は製造中に物理的又は電気的な変化が生じ、その
ために、レーザー・ビーム位置がある程度変化した状態
でも、その間隔が維持される。
・ビーム間隔についての厳しい誤差必要条件を緩和する
ための１つの方法が、前述の特許文献に記載されてい
る。そこで教示されている如く、孔明き板を静止ビーム
と光学的装置との間に配置し、該装置が、感光体に対す
るビームの走査に必要な偏向を行うようにする。孔明き
板は複数の孔又は開口を含んでおり、そこをビームが通
過する。孔に衝突するビームは孔よりも大きいビームで
あり、従って、ビームの一部分だけが孔を通過して感光
体に到達する。このようにすると、板の孔の間において
分離を行い、感光体上での走査ライン間隔を効果的に調
整できる。この板では、レーザー・ダイオード配列体の
動作又は製造中に物理的又は電気的な変化が生じ、その
ために、レーザー・ビーム位置がある程度変化した状態
でも、その間隔が維持される。
【０００６】上述の特許文献に記載された装置は、用途
によっては効果的であるが、孔で設定される間隔が正確
でない場合や、交互走査の処理運動によりイン・トラッ
ク方向又は処理方向が走査ラインの正確な位置から多少
ずれた場合に、不規則な線が生じるという不具合があ
る。この処理方向又はイン・ライン走査方向は、感光体
が、像形成済みのレーザー・ビームを超えて移動する方
向のことである。走査方向又はクロス・トラック方向と
は、ビーム偏向装置の走査作用の結果、感光体に対して
ビームが移動する方向のことである。処理及び走査とい
う言葉も、前述の特許に定義されている。
によっては効果的であるが、孔で設定される間隔が正確
でない場合や、交互走査の処理運動によりイン・トラッ
ク方向又は処理方向が走査ラインの正確な位置から多少
ずれた場合に、不規則な線が生じるという不具合があ
る。この処理方向又はイン・ライン走査方向は、感光体
が、像形成済みのレーザー・ビームを超えて移動する方
向のことである。走査方向又はクロス・トラック方向と
は、ビーム偏向装置の走査作用の結果、感光体に対して
ビームが移動する方向のことである。処理及び走査とい
う言葉も、前述の特許に定義されている。
【０００７】従来技術の不規則性に関する不具合を解消
するために、本発明で使用する孔明き板は、孔を通過す
るビームに対して鋭利なエッジを与えないように設計さ
れた孔を有している。これは、孔について従来行われて
いたこととは逆である。通常、孔は、そこを通過するビ
ームの縁を鋭利に切り取るために使用される。いくつか
の従来技術特許には、種々の構造の孔を使用してそれぞ
れ異なる機能を果たすようにした様々な装置が記載され
ているが、それらのいずれも本発明とは類似していな
い。１９８２年３月２３日発行の米国特許第4,321,630
号及び１９７７年１１月８日発行の同4,057,342号は、
特殊な形状のスリットや孔を使用した文献の代表的なも
のであり、それらの孔は像の幅を横切る形で設けられ
て、感光体に照射された像幅光又は複写対象の原稿から
受けた像幅光の調整や整形を行うようになっている。上
記特許文献第4,057,342号の図９〜図１３及び上記特許
文献第4,321,635号の図８参照。
するために、本発明で使用する孔明き板は、孔を通過す
るビームに対して鋭利なエッジを与えないように設計さ
れた孔を有している。これは、孔について従来行われて
いたこととは逆である。通常、孔は、そこを通過するビ
ームの縁を鋭利に切り取るために使用される。いくつか
の従来技術特許には、種々の構造の孔を使用してそれぞ
れ異なる機能を果たすようにした様々な装置が記載され
ているが、それらのいずれも本発明とは類似していな
い。１９８２年３月２３日発行の米国特許第4,321,630
号及び１９７７年１１月８日発行の同4,057,342号は、
特殊な形状のスリットや孔を使用した文献の代表的なも
のであり、それらの孔は像の幅を横切る形で設けられ
て、感光体に照射された像幅光又は複写対象の原稿から
受けた像幅光の調整や整形を行うようになっている。上
記特許文献第4,057,342号の図９〜図１３及び上記特許
文献第4,321,635号の図８参照。
【０００８】１９７４年５月２８日に発行された米国特
許第3,813,140号及び１９８８年２月１６日に発行され
た米国特許第4,725,729号の両者に記載の技術では、不
規則形状の孔又は開口を使用することにより、走査角度
に応じて光変化を生じさせるような走査装置の他の非線
形特性を補償するようになっている。特許第4,725,729
号の図４及び図５と特許第3,813,140号の図６とを参
照。両文献の場合には、光線又は光ビームが孔に入る角
度に応じて、光ビームが異なる位置の孔を通過する。１
９６２年９月２５日発行の米国特許第3,055,263号及び
１９８４年２月２８日発行の同4,433,991号は、特殊な
形状の孔又は開口を使用して、孔を通過する物体像の距
離又配置を設定するようにした文献の代表的なものであ
る。特許第3,055,263号の図７及び特許第4,433,911号の
図１及び図２を参照されたい。
許第3,813,140号及び１９８８年２月１６日に発行され
た米国特許第4,725,729号の両者に記載の技術では、不
規則形状の孔又は開口を使用することにより、走査角度
に応じて光変化を生じさせるような走査装置の他の非線
形特性を補償するようになっている。特許第4,725,729
号の図４及び図５と特許第3,813,140号の図６とを参
照。両文献の場合には、光線又は光ビームが孔に入る角
度に応じて、光ビームが異なる位置の孔を通過する。１
９６２年９月２５日発行の米国特許第3,055,263号及び
１９８４年２月２８日発行の同4,433,991号は、特殊な
形状の孔又は開口を使用して、孔を通過する物体像の距
離又配置を設定するようにした文献の代表的なものであ
る。特許第3,055,263号の図７及び特許第4,433,911号の
図１及び図２を参照されたい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の理由により、隣
接する走査ラインの処理方向連続性を改善した露光装置
が望まれており、そのような露光装置を提供することが
本発明の課題である。
接する走査ラインの処理方向連続性を改善した露光装置
が望まれており、そのような露光装置を提供することが
本発明の課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリンタや複
写機、複写装置などの電子写真装置において感光体を照
射するための新規かつ有益な露光装置を提供するもので
ある。露光装置は感光体に衝突する光ビームを調節し
て、正規光強度分布又はプロフィールを形成する。これ
により、処理誤差やレーザー・ビームの位置の狂いによ
り走査ライン位置に変化が生じている場合でも、高品質
の隣接走査ライン連続性が得られる。本発明は、多スポ
ット・ビーム走査を採用した装置において特に有益であ
る。
写機、複写装置などの電子写真装置において感光体を照
射するための新規かつ有益な露光装置を提供するもので
ある。露光装置は感光体に衝突する光ビームを調節し
て、正規光強度分布又はプロフィールを形成する。これ
により、処理誤差やレーザー・ビームの位置の狂いによ
り走査ライン位置に変化が生じている場合でも、高品質
の隣接走査ライン連続性が得られる。本発明は、多スポ
ット・ビーム走査を採用した装置において特に有益であ
る。
【００１１】本発明の具体的な実施例によると、多スポ
ットレーザー・ビームは、各ビーム毎に孔を含んでいる
孔明き板を通過する。孔を通過した後、ビームは回転多
角形体により偏向させられ、感光体を横切る方向の複数
のラインを同時に走査する。各孔は概ね矩形の開口で形
成されており、該開口は、ビームのクロス・トラック方
向又は走査方向に最終的には対応する次元において、レ
ーザー・ビームよりも僅かに大きい。開口は、ビームの
イン・トラック方向又は処理方向に最終的に対応する次
元において、レーザー・ビームよりも僅かに小さい。開
口の２個の側部は鋸歯状の不規則な非平坦縁部により形
成される。これらの縁部は、縁部での光のカットオフを
調整し、走査ラインの処理方向における光強度分布又は
プロフィールを決定する。
ットレーザー・ビームは、各ビーム毎に孔を含んでいる
孔明き板を通過する。孔を通過した後、ビームは回転多
角形体により偏向させられ、感光体を横切る方向の複数
のラインを同時に走査する。各孔は概ね矩形の開口で形
成されており、該開口は、ビームのクロス・トラック方
向又は走査方向に最終的には対応する次元において、レ
ーザー・ビームよりも僅かに大きい。開口は、ビームの
イン・トラック方向又は処理方向に最終的に対応する次
元において、レーザー・ビームよりも僅かに小さい。開
口の２個の側部は鋸歯状の不規則な非平坦縁部により形
成される。これらの縁部は、縁部での光のカットオフを
調整し、走査ラインの処理方向における光強度分布又は
プロフィールを決定する。
【００１２】上記鋸歯形状の高さを適当に選択すること
により、安価な装置により、光エネルギーを実質的に損
失せずに、所望の正規分布を実現できる。これにより、
従来技術の孔明き板で形成されるものと比べ、走査ライ
ン間隔の変化による出力像での不連続性が減少する。鋸
歯状縁部の反復距離に対する高さの比を０．１７５〜
０．２２５の値にすると、強度プロフィール及び強度減
衰率、走査ライン変化誤差を許容範囲に収めることがで
きる。
により、安価な装置により、光エネルギーを実質的に損
失せずに、所望の正規分布を実現できる。これにより、
従来技術の孔明き板で形成されるものと比べ、走査ライ
ン間隔の変化による出力像での不連続性が減少する。鋸
歯状縁部の反復距離に対する高さの比を０．１７５〜
０．２２５の値にすると、強度プロフィール及び強度減
衰率、走査ライン変化誤差を許容範囲に収めることがで
きる。
【００１３】次に本発明を図示の実施例により説明す
る。
る。
【００１４】
【実施例】以下の説明全体において、同様の参照符号は
全ての図面において同様の要素又は部材を示している。
全ての図面において同様の要素又は部材を示している。
【００１５】図面を参照すると、特に図１では、本発明
により構成された露光装置が示されている。光源２０を
使用して、ビーム２２、２４、２６などのいくつかの平
行な静止光ビームが形成される。これらのビームはそれ
ぞれ別々のレーザー・ダイオードで形成することもで
き、又、単一のレーザー源からのビームを分割して形成
することもできる。図１には示されていないが、個々の
レーザー又は光ビームは、感光体２８上に像範囲を選択
的に露光するのに必要な情報内容により適当に変調され
る。
により構成された露光装置が示されている。光源２０を
使用して、ビーム２２、２４、２６などのいくつかの平
行な静止光ビームが形成される。これらのビームはそれ
ぞれ別々のレーザー・ダイオードで形成することもで
き、又、単一のレーザー源からのビームを分割して形成
することもできる。図１には示されていないが、個々の
レーザー又は光ビームは、感光体２８上に像範囲を選択
的に露光するのに必要な情報内容により適当に変調され
る。
【００１６】光ビーム２２、２４、２６は孔明き板３０
の複数の孔を通過し、軸３４を中心にして回転する多角
形体３２により偏向される。そのような回転により光ビ
ームが、両頭矢印３６で示す方向において感光体２８を
走査するようになる。これは、クロス・トラック方向又
は走査方向と呼ぶ。図１に示す３走査ラインは符号３８
で示す処理方向又はイン・トラック方向において、ライ
ン間に間隙を有しているが、実際の装置で必要な実際の
間隔は、図示の場合よりも大幅に小さくなる。高品質出
力を行うためには、走査ライン４０、４２、４４間の間
隔は本質的に０に等しくしなければならない。図面を明
瞭にするために、そのような装置において通常必要とさ
れる一般的な前走査及び後走査光学的要素のいくつか
は、図１には示されていない。更に図１で、露光装置に
関連して作用する別の処理ステーションのいくつかも示
されていない。通常、それらのステーションには、トナ
ー処理又は現像ステーションと、紙などのハード・コピ
ー媒体に感光体上の現像された像を転写する転写ステー
ションと、転写された像を紙に永久的に融着させるため
の定着又は融着ステーションとが含まれる。
の複数の孔を通過し、軸３４を中心にして回転する多角
形体３２により偏向される。そのような回転により光ビ
ームが、両頭矢印３６で示す方向において感光体２８を
走査するようになる。これは、クロス・トラック方向又
は走査方向と呼ぶ。図１に示す３走査ラインは符号３８
で示す処理方向又はイン・トラック方向において、ライ
ン間に間隙を有しているが、実際の装置で必要な実際の
間隔は、図示の場合よりも大幅に小さくなる。高品質出
力を行うためには、走査ライン４０、４２、４４間の間
隔は本質的に０に等しくしなければならない。図面を明
瞭にするために、そのような装置において通常必要とさ
れる一般的な前走査及び後走査光学的要素のいくつか
は、図１には示されていない。更に図１で、露光装置に
関連して作用する別の処理ステーションのいくつかも示
されていない。通常、それらのステーションには、トナ
ー処理又は現像ステーションと、紙などのハード・コピ
ー媒体に感光体上の現像された像を転写する転写ステー
ションと、転写された像を紙に永久的に融着させるため
の定着又は融着ステーションとが含まれる。
【００１７】図１の露光装置で使用される孔明き板３０
は３個の孔又は開口を含んでおり、それらは、３個の光
ビームの一部分の通過を阻止するように並んでいる。孔
明き板３０を使用することにより、感光体２８に衝突す
るビームの形状を調節できる。更に孔明き板３０によ
り、光源２０から発射されたビームの間隔及び方向に差
又は変化がある場合でも、走査されたライン間の間隔を
より正確に維持できる。但し、平滑な矩形の開口又は孔
を備えた一般的な孔明き板は、特に処理方向において、
形成される像の全体的像品質に有害となり得るような特
性を示す。
は３個の孔又は開口を含んでおり、それらは、３個の光
ビームの一部分の通過を阻止するように並んでいる。孔
明き板３０を使用することにより、感光体２８に衝突す
るビームの形状を調節できる。更に孔明き板３０によ
り、光源２０から発射されたビームの間隔及び方向に差
又は変化がある場合でも、走査されたライン間の間隔を
より正確に維持できる。但し、平滑な矩形の開口又は孔
を備えた一般的な孔明き板は、特に処理方向において、
形成される像の全体的像品質に有害となり得るような特
性を示す。
【００１８】図２は従来の孔の幾何学構造と、その孔を
通過した後のレーザー又は光ビームの光強度分布を示す
図である。図２によると、孔４６は矩形で、その垂直方
向の寸法が、孔に衝突するレーザー・ビーム４８の寸法
よりも小さい。垂直方向又は寸法「ｙ」の関数として光
強度「Ｉ」の分布状態が図２に曲線５０で示されてい
る。そこから明らかなように、光強度の分布は概ね矩形
の波形特性を有しており、それによると、光強度全体が
開口又は孔４６に対応する領域の内部に含まれる。孔開
口の上側及び下側の領域には、実質的に光は全く存在し
ない。実際の装置では、光ビームは、感光体に衝突する
前に、ある程度拡大又は縮小されることがあると理解し
ておく必要がある。その結果、スポットの寸法は、必ず
しも、孔の寸法と１対１で対応しない。この場合、特に
注意すべき事項として、光強度の分布が、より詳細に後
述する如く、孔の減衰又はマスク効果により、急激に降
下するということがある。この形式の分布により、処理
方向において平滑かつ連続した像ラインを形成する場合
に不具合が生じる。
通過した後のレーザー又は光ビームの光強度分布を示す
図である。図２によると、孔４６は矩形で、その垂直方
向の寸法が、孔に衝突するレーザー・ビーム４８の寸法
よりも小さい。垂直方向又は寸法「ｙ」の関数として光
強度「Ｉ」の分布状態が図２に曲線５０で示されてい
る。そこから明らかなように、光強度の分布は概ね矩形
の波形特性を有しており、それによると、光強度全体が
開口又は孔４６に対応する領域の内部に含まれる。孔開
口の上側及び下側の領域には、実質的に光は全く存在し
ない。実際の装置では、光ビームは、感光体に衝突する
前に、ある程度拡大又は縮小されることがあると理解し
ておく必要がある。その結果、スポットの寸法は、必ず
しも、孔の寸法と１対１で対応しない。この場合、特に
注意すべき事項として、光強度の分布が、より詳細に後
述する如く、孔の減衰又はマスク効果により、急激に降
下するということがある。この形式の分布により、処理
方向において平滑かつ連続した像ラインを形成する場合
に不具合が生じる。
【００１９】図３は、図１に示す孔明き板３０を詳細に
示している。図３によると、孔又は開口５２、５４、５
６に、図１に示すレーザー・ビーム２２、２４、２６が
それぞれ衝突する。図３には正確な尺度で描かれていな
いが、板３０の孔は、マスクされていないレーザー・ビ
ームの各側部においてある程度の付加的な面積で１個の
単一レーザー・ビームをマスクするのに必要なものより
も大きいものではない。非マスク範囲により、レーザー
・ビームがクロス・トラック又は走査方向において不変
のままとなる。図３に示す如く、孔５２、５４、５６は
概ね矩形であるが、その２個の対向する側部は、概ね平
行であるとともに、従来の孔の幾何学構造と比べ、不規
則で平滑ではない表面を有している。各孔の２個の側部
が鋸歯状であることを利用して、孔を通過したレーザー
・ビームの具体的な光強度分布又はプロフィールの限定
及び展開を行う。従来技術にはない効果を本発明で得ら
れるのは、光強度の分布が強化されているためである。
示している。図３によると、孔又は開口５２、５４、５
６に、図１に示すレーザー・ビーム２２、２４、２６が
それぞれ衝突する。図３には正確な尺度で描かれていな
いが、板３０の孔は、マスクされていないレーザー・ビ
ームの各側部においてある程度の付加的な面積で１個の
単一レーザー・ビームをマスクするのに必要なものより
も大きいものではない。非マスク範囲により、レーザー
・ビームがクロス・トラック又は走査方向において不変
のままとなる。図３に示す如く、孔５２、５４、５６は
概ね矩形であるが、その２個の対向する側部は、概ね平
行であるとともに、従来の孔の幾何学構造と比べ、不規
則で平滑ではない表面を有している。各孔の２個の側部
が鋸歯状であることを利用して、孔を通過したレーザー
・ビームの具体的な光強度分布又はプロフィールの限定
及び展開を行う。従来技術にはない効果を本発明で得ら
れるのは、光強度の分布が強化されているためである。
【００２０】図４は本発明により構成される孔の作用
と、それにより生じる光強度分布又はプロフィールを示
す図である。図４に示す如く、孔６０に衝突するレーザ
ー・ビーム５８は、孔の通過後に、曲線６２で示す光強
度を形成する。曲線６２から明らかなように、光強度分
布は概ね正規分布であり、従来の孔により形成される図
２の矩形波形分布と比べて、光源にとってより一般的な
ものである。後述する如く、形成された像での垂直ライ
ン又は処理ラインは、走査ライン間の正確な間隔及び分
布に左右されるが、特にその処理ラインについて、出力
像での予測性及び許容性の高い結果を正規分布により得
ることができる。
と、それにより生じる光強度分布又はプロフィールを示
す図である。図４に示す如く、孔６０に衝突するレーザ
ー・ビーム５８は、孔の通過後に、曲線６２で示す光強
度を形成する。曲線６２から明らかなように、光強度分
布は概ね正規分布であり、従来の孔により形成される図
２の矩形波形分布と比べて、光源にとってより一般的な
ものである。後述する如く、形成された像での垂直ライ
ン又は処理ラインは、走査ライン間の正確な間隔及び分
布に左右されるが、特にその処理ラインについて、出力
像での予測性及び許容性の高い結果を正規分布により得
ることができる。
【００２１】図５は、出力媒体と、中間的な感光体とに
おける走査ライン間の間隔及び光分布の理想的又は所望
の状態を示している。走査ライン６４、６６、６８間の
間隔は、図５に示す如く０であることが理想である。急
激に変化する段状の強度プロフィールでは、鋭利なカッ
トオフ縁部間の光のあらゆる小さい強度変化を無視する
と、ここで例として使用している３ライン組み合せの垂
直強度プロフィールは、曲線７０で示すようになる。こ
の曲線は、垂直方向でのラインの強度が３本のラインの
全てにわたって一定であることを示している。これは所
望の状態であるが、実際の装置では実現が困難であり、
ライン間の間隙やある程度の重なりが生じ、それによ
り、垂直方向での光強度の連続性に悪影響が及ぼされる
可能性がある。
おける走査ライン間の間隔及び光分布の理想的又は所望
の状態を示している。走査ライン６４、６６、６８間の
間隔は、図５に示す如く０であることが理想である。急
激に変化する段状の強度プロフィールでは、鋭利なカッ
トオフ縁部間の光のあらゆる小さい強度変化を無視する
と、ここで例として使用している３ライン組み合せの垂
直強度プロフィールは、曲線７０で示すようになる。こ
の曲線は、垂直方向でのラインの強度が３本のラインの
全てにわたって一定であることを示している。これは所
望の状態であるが、実際の装置では実現が困難であり、
ライン間の間隙やある程度の重なりが生じ、それによ
り、垂直方向での光強度の連続性に悪影響が及ぼされる
可能性がある。
【００２２】図６及び図７は、従来の幾何学形状の孔で
は、走査ラインが間隙や重なりを有している場合、垂直
方向において光分布に生じる現象を示している。図６に
示す如く、走査ライン６４、６６、６８間の間隙６３は
出力曲線７２に間隙６５を生じさせ、その理由は、孔を
通過する範囲の外側において、走査ラインを形成する３
本の光ビームに光強度が存在しないためである。曲線７
２で示される分布状態では、処理方向でのラインが均一
にはならないので、形成される像の全体的な品質に悪影
響が及ぼされる。図７に示す如く、走査ライン６４、６
６、６８が互いに重なり合う時も、同様の品質低下が生
じる。この状態では、走査ラインが重なる範囲におい
て、突起部７６、７８のような突起部が出力曲線７４に
形成される。このような突起部は、走査ラインが重なり
合う領域において光の全強度が付加されるためである。
すなわち、図６、７から明らかなように、高い像品質を
維持するためには、走査ラインを正確に揃えた状態に維
持するという困難な作業が必要となる。これは実際には
困難であり、特に、レーザー・ダイオード配列体では困
難である。整列に関する不具合は、走査ラインが処理方
向において別の走査ラインと交互に位置する場合にも生
じる。この種の誤差は、主に、レーザー発射装置間の間
隔ではなく、交差装置の機構により生じる。間隔が変化
する原因がどのようなものであっても、従来の孔装置で
は、間隔が完全でない場合に低品質の像が形成され、こ
のことは重要であるとともに、間隔に関する必要条件を
満足させる場合の不具合となっている。
は、走査ラインが間隙や重なりを有している場合、垂直
方向において光分布に生じる現象を示している。図６に
示す如く、走査ライン６４、６６、６８間の間隙６３は
出力曲線７２に間隙６５を生じさせ、その理由は、孔を
通過する範囲の外側において、走査ラインを形成する３
本の光ビームに光強度が存在しないためである。曲線７
２で示される分布状態では、処理方向でのラインが均一
にはならないので、形成される像の全体的な品質に悪影
響が及ぼされる。図７に示す如く、走査ライン６４、６
６、６８が互いに重なり合う時も、同様の品質低下が生
じる。この状態では、走査ラインが重なる範囲におい
て、突起部７６、７８のような突起部が出力曲線７４に
形成される。このような突起部は、走査ラインが重なり
合う領域において光の全強度が付加されるためである。
すなわち、図６、７から明らかなように、高い像品質を
維持するためには、走査ラインを正確に揃えた状態に維
持するという困難な作業が必要となる。これは実際には
困難であり、特に、レーザー・ダイオード配列体では困
難である。整列に関する不具合は、走査ラインが処理方
向において別の走査ラインと交互に位置する場合にも生
じる。この種の誤差は、主に、レーザー発射装置間の間
隔ではなく、交差装置の機構により生じる。間隔が変化
する原因がどのようなものであっても、従来の孔装置で
は、間隔が完全でない場合に低品質の像が形成され、こ
のことは重要であるとともに、間隔に関する必要条件を
満足させる場合の不具合となっている。
【００２３】図８は、本発明の孔明き板を使用した場合
において、走査ラインが僅かに重なっている場合に見ら
れる光強度分布を表している。各単一レーザー・ビーム
の分布は、図４の曲線６２で示すように、概ね正規型で
あるので、ビームの中心からの距離が変化しても、光強
度の急激なカットオフは存在しない。換言すれば、完全
に整列させた場合でもビームのある程度の重なりは生
じ、又、間隔を減少させると、強度はある程度増加する
が、従来の光強度分布で表れるような階段関数の量ほど
は増加しない。これに関し、図８の曲線８０は、走査ラ
イン間にある程度の重なりがある場合での複合状態の３
ライン走査プロフィールを表しており、それによると、
曲線ピーク８２、８４だけが、所望の滑らかな出力と比
べて複合出力での変化部分である。
において、走査ラインが僅かに重なっている場合に見ら
れる光強度分布を表している。各単一レーザー・ビーム
の分布は、図４の曲線６２で示すように、概ね正規型で
あるので、ビームの中心からの距離が変化しても、光強
度の急激なカットオフは存在しない。換言すれば、完全
に整列させた場合でもビームのある程度の重なりは生
じ、又、間隔を減少させると、強度はある程度増加する
が、従来の光強度分布で表れるような階段関数の量ほど
は増加しない。これに関し、図８の曲線８０は、走査ラ
イン間にある程度の重なりがある場合での複合状態の３
ライン走査プロフィールを表しており、それによると、
曲線ピーク８２、８４だけが、所望の滑らかな出力と比
べて複合出力での変化部分である。
【００２４】図９において、曲線８６は走査ライン間に
間隙が存在する図６のような状況に対応している。この
場合、窪み８８、９０は走査ライン間の間隙範囲に対応
する。但し、これらの間隙の間でも正規分布はある程度
の光強度を含んでいるので、曲線８６の窪み８８、９０
は、図６の曲線７２での不規則部又は間隙６５ほど明白
ではない。従って、図９に示す分布により形成される垂
直ラインの全体的な品質及び連続性は、従来技術の孔明
き板で形成されるものよりも格段に優れている。
間隙が存在する図６のような状況に対応している。この
場合、窪み８８、９０は走査ライン間の間隙範囲に対応
する。但し、これらの間隙の間でも正規分布はある程度
の光強度を含んでいるので、曲線８６の窪み８８、９０
は、図６の曲線７２での不規則部又は間隙６５ほど明白
ではない。従って、図９に示す分布により形成される垂
直ラインの全体的な品質及び連続性は、従来技術の孔明
き板で形成されるものよりも格段に優れている。
【００２５】鋸歯形状が孔の不規則側部の形状として図
３及び図４に示されているが、本発明ではその他の形状
を使用して、孔を通過した光の正規分布を形成し、それ
により、像品質を向上させるという効果を得ることもで
きる。例えば、不規則側部の形状は図示の場合よりも滑
らかな正弦波状にすることもでき、又、一方の側部が他
方の側部に対して鏡像関係とならないように互いにずら
すこともできる。どのような形状であっても、孔開口の
不規則性により所定量の光が限定縁部の近傍において孔
を通過するようにできる。様々な製造行程を使用して、
孔を限定する不規則表面を形成することができる。特に
有益な方法として、ＥＤＭ処理において細いワイヤーを
使用し、滑らかな表面から孔の縁部をエッチングにより
形成することができる。半径０．１mmのワイヤーをこの
場合は使用できる。
３及び図４に示されているが、本発明ではその他の形状
を使用して、孔を通過した光の正規分布を形成し、それ
により、像品質を向上させるという効果を得ることもで
きる。例えば、不規則側部の形状は図示の場合よりも滑
らかな正弦波状にすることもでき、又、一方の側部が他
方の側部に対して鏡像関係とならないように互いにずら
すこともできる。どのような形状であっても、孔開口の
不規則性により所定量の光が限定縁部の近傍において孔
を通過するようにできる。様々な製造行程を使用して、
孔を限定する不規則表面を形成することができる。特に
有益な方法として、ＥＤＭ処理において細いワイヤーを
使用し、滑らかな表面から孔の縁部をエッチングにより
形成することができる。半径０．１mmのワイヤーをこの
場合は使用できる。
【００２６】図１０は、滑らかな表面からの不規則表面
の高さ又は変化量の程度を限定する場合に有益な寸法を
示している。寸法９２は不規則表面の高さを表し、この
寸法を変えることにより、孔を通過する光の全体的な分
布を変えることができる。寸法９４は、図示の特定の実
施例において、レーザー・スポットの正規分布を形成す
る鋸歯状３角形の繰り返し寸法又は周期寸法を表してい
る。本発明により構成される実際の作動装置では、寸法
９４が０．８mmであり、寸法９２が０．１ｘ「Ｔ」であ
り、その場合のＴは１．０であった。
の高さ又は変化量の程度を限定する場合に有益な寸法を
示している。寸法９２は不規則表面の高さを表し、この
寸法を変えることにより、孔を通過する光の全体的な分
布を変えることができる。寸法９４は、図示の特定の実
施例において、レーザー・スポットの正規分布を形成す
る鋸歯状３角形の繰り返し寸法又は周期寸法を表してい
る。本発明により構成される実際の作動装置では、寸法
９４が０．８mmであり、寸法９２が０．１ｘ「Ｔ」であ
り、その場合のＴは１．０であった。
【００２７】図１１、１２、１３は上述の鋸歯状不規則
部を有する孔から光学ベンチ上に形成されるスポット強
度分布の実際の曲線である。歯の高さを変化させて、不
規則表面の高さ変化に伴う出力ビームの応答性を測定し
た。「Ｔ」＝１．０の場合、図１１の曲線９８がスポッ
ト強度プロフィールを表している。縁部の正規分布は図
１１から明らかであるが、分布曲線９８の頂部での非連
続部は、所望する程度にまで滑らかにはなっていない。
図１２によると、曲線１００が示す強度プロフィール
は、高さが１．４の「Ｔ」についての値で調整され、実
際の高さが０．１ｘ「Ｔ」mmに等しい場合である。図１
２から明らかなように、スポットの全体的な応答性は、
真正規分布に近付いている。図１３は「Ｔ」＝１．８の
場合を表している。曲線１０２で示す如く、非常に良好
な状態に限定された正規分布が、この値で設定される高
さで展開されている。
部を有する孔から光学ベンチ上に形成されるスポット強
度分布の実際の曲線である。歯の高さを変化させて、不
規則表面の高さ変化に伴う出力ビームの応答性を測定し
た。「Ｔ」＝１．０の場合、図１１の曲線９８がスポッ
ト強度プロフィールを表している。縁部の正規分布は図
１１から明らかであるが、分布曲線９８の頂部での非連
続部は、所望する程度にまで滑らかにはなっていない。
図１２によると、曲線１００が示す強度プロフィール
は、高さが１．４の「Ｔ」についての値で調整され、実
際の高さが０．１ｘ「Ｔ」mmに等しい場合である。図１
２から明らかなように、スポットの全体的な応答性は、
真正規分布に近付いている。図１３は「Ｔ」＝１．８の
場合を表している。曲線１０２で示す如く、非常に良好
な状態に限定された正規分布が、この値で設定される高
さで展開されている。
【００２８】高い「Ｔ」値を使用する利点として、レー
ザー光の振幅の一部が最終的なスポットで失われるとい
うことがある。その結果、１．４〜１．８の範囲の
「Ｔ」値が、適当なエネルギー・レベル及び効率を維持
しながら、最も経済的なスポット・プロフィールを設定
できる。図１２、１３の曲線１００、１０２をそれぞれ
展開するのに使用した実際の高さは０．１４及び０．１
８mmである。図１０に関連して、滑らかな縁部から鋸歯
状縁部を区別する鋸歯形状の高さと、鋸歯形状の繰り返
し距離との比は、寸法９４が０．８mmで、寸法９２が
０．１４〜０．１８mmとすると、０．１７５〜０．２２
５である。
ザー光の振幅の一部が最終的なスポットで失われるとい
うことがある。その結果、１．４〜１．８の範囲の
「Ｔ」値が、適当なエネルギー・レベル及び効率を維持
しながら、最も経済的なスポット・プロフィールを設定
できる。図１２、１３の曲線１００、１０２をそれぞれ
展開するのに使用した実際の高さは０．１４及び０．１
８mmである。図１０に関連して、滑らかな縁部から鋸歯
状縁部を区別する鋸歯形状の高さと、鋸歯形状の繰り返
し距離との比は、寸法９４が０．８mmで、寸法９２が
０．１４〜０．１８mmとすると、０．１７５〜０．２２
５である。
【００２９】本発明の教示内容によると、走査ラインが
所望の程度にまで正確には間隔が設定されていない条件
の下で、出力品質を向上させることができる。無論、本
発明の教示内容から逸脱することなく、上述の装置にお
いて数多くの変更を実施できる。以上の説明及び図面に
記載したあらゆる事項は説明のためであり、本発明をそ
れらだけに限定するものではない。
所望の程度にまで正確には間隔が設定されていない条件
の下で、出力品質を向上させることができる。無論、本
発明の教示内容から逸脱することなく、上述の装置にお
いて数多くの変更を実施できる。以上の説明及び図面に
記載したあらゆる事項は説明のためであり、本発明をそ
れらだけに限定するものではない。
【００３０】
【図１】本発明により構成された露光装置の略図であ
る。
る。
【図２】従来技術により構成された孔を通過した後の光
強度分布を示す図である。
強度分布を示す図である。
【図３】本発明の具体的な実施例により構成された孔明
き板の平面図である。
き板の平面図である。
【図４】図３に示す実施例により構成された孔を通過し
た後の光強度分布を示す図である。
た後の光強度分布を示す図である。
【図５】３ライン走査のための所望又は理想的な強度プ
ロフィールの図である。
ロフィールの図である。
【図６】３ライン走査と、従来の孔明き板を通過し、
又、互いに間隔を有する複数のレーザー・ビームについ
ての強度プロフィールを示す図である。
又、互いに間隔を有する複数のレーザー・ビームについ
ての強度プロフィールを示す図である。
【図７】３ライン走査と、従来の孔明き板を通過し、
又、互いに重なり合った複数のレーザー・ビームについ
ての対応する強度プロフィールの図である。
又、互いに重なり合った複数のレーザー・ビームについ
ての対応する強度プロフィールの図である。
【図８】本発明による孔明き板を通過した重なり状態の
ビームの３ライン走査強度プロフィールを示す図であ
る。
ビームの３ライン走査強度プロフィールを示す図であ
る。
【図９】本発明の孔明き板を通過した後の間隔を隔てた
ビームの３ライン走査強度プロフィールである。
ビームの３ライン走査強度プロフィールである。
【図１０】寸法関係を説明するための孔の部分図であ
る。
る。
【図１１】値「Ｔ」が１．０の場合の本発明により製造
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
【図１２】値「Ｔ」が１．４の場合の本発明により製造
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
【図１３】値「Ｔ］が１．８の場合の本発明により製造
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
される実際の１ビーム強度プロフィールを示す図であ
る。
２０…光源 ２２…光ビーム ２４…光ビーム ２６…光ビーム ２８…感光体 ３０…孔明き板 ３２…多角形体 ４０…走査ライン ４２…走査ライン ４４…走査ライン
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ Ａ 7251−5Ｃ (72)発明者 ラリー・ランス・ウルフ アメリカ合衆国コロラド州・ブルームフイ ールド、サークル・ダブリユ・イレブン ス・アベニユ・2919番地
Claims (16)
- 【請求項１】少なくとも１個の光ビームで感光体を選択
的に照射するための露光装置であって、 静止光ビームを形成する光源を設け、 感光体に対する光ビームの走査を行うための偏向手段を
設け、 偏向手段と光源との間に孔明き板を配置し、該孔明き板
が、静止光ビームから光の少なくとも一部分を通過させ
るように位置決めされた孔を有し、該孔が、該孔を通過
した後に少なくとも１つの次元において概ね正規光分布
を形成する形状を有していることを特徴とする露光装
置。 - 【請求項２】光源が、複数の静止光ビームを形成するた
めの複数のレーザー・ダイオードを含んでおり、偏向手
段が感光体に対して、形成された全ての光ビームの走査
を行い、孔明き板が、それぞれ別の静止光ビームに対し
て整列した複数の孔を有している請求項１記載の露光装
置。 - 【請求項３】偏向手段が、孔通過後に概ね正規光分布を
形成する次元に対して直角な方向において感光体に対す
るビームの走査を行う請求項１記載の露光装置。 - 【請求項４】孔明き板が、光源により形成される各静止
光ビーム毎に分離した孔を含んでいる請求項２記載の露
光装置。 - 【請求項５】正規光分布を形成する次元が、感光体に対
するビーム走査の方向と直角である請求項１記載の露光
装置。 - 【請求項６】孔が、互いに概ね平行である少なくとも２
個の滑らかでない縁部を有している請求項１記載の露光
装置。 - 【請求項７】孔の滑らかでない縁部が鋸歯状である請求
項６記載の露光装置。 - 【請求項８】滑らかな縁部から鋸歯状縁部を区別する鋸
歯形状の高さと、鋸歯形状の繰り返し距離との比が０．
１７５〜０．２２５である請求項７記載の露光装置。 - 【請求項９】鋸歯形状の高さが０．１４〜０．１８mmで
ある請求項７記載の露光装置。 - 【請求項１０】複数の光ビームを感光体に対して同時に
選択的に照射するための露光装置であって、 複数の光ビームを形成する手段を設け、 感光体に対して露光ビームの走査を行う偏向手段を設
け、 マスク手段を光ビーム形成手段と偏向手段との間に配置
し、該マスク手段を、形成された各光ビームが偏向前に
必ず通過するようにし、上記マスク手段が、ビームの寸
法に影響を与えるとともに、光ビームが感光体に衝突し
た時に少なくとも１つの次元においてビーム強度の実質
的な正規分布を形成するようになっていることを特徴と
する露光装置。 - 【請求項１１】マスク手段が、形成された各光ビーム毎
に分離した孔を有する孔明き板を備え、上記各ビームが
それぞれ別の孔を通過するようになっている請求項１０
記載の露光装置。 - 【請求項１２】孔明き板の各孔を限定する少なくとも２
個の縁部が、該縁部に沿って間隔を隔てた所定の不規則
部を有し、それにより、該縁部の近傍において孔を通過
する光の一部を部分的に減衰させるようになっている請
求項１１記載の露光装置。 - 【請求項１３】上記不規則部が上記縁部に沿う鋸歯形状
を形成する請求項１２記載の露光装置。 - 【請求項１４】滑らかな縁部から鋸歯状縁部を区別する
鋸歯形状の高さと、鋸歯形状の繰り返し距離との比が
０．１７５〜０．２２５である請求項１３記載の露光装
置。 - 【請求項１５】正規分布を有するビーム強度の次元が、
ビームが感光体に衝突する時のビーム走査方向に対して
直角に並んでいる請求項１０記載の露光装置。 - 【請求項１６】複数の光ビームを同時に感光体に対して
選択的に照射する露光装置であって、 複数の静止レーザー・ビームを同時に形成するレーザー
光源を設け、 クロス・トラック方向において感光体に対するレーザー
・ビームの同時走査を行うための偏向手段を設け、 偏向手段と光源との間に孔明き板を配置し、該孔明き板
が複数の孔を有しており、各孔が、偏向手段による走査
前に特定のレーザー・ビームの少なくとも一部分を通過
させ、上記孔を限定する少なくとも２個の縁部が、該縁
部に沿って間隔を隔てた所定の不規則部を有しており、
それにより、上記縁部の近傍において孔を通過する光の
一部を部分的に減衰させるようになっており、減衰され
た光が走査後にある方向に設定され、該方向において、
感光体上の処理方向における光の正規分布が形成される
ことを特徴とする露光装置。
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