JPH1078557A - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細画像形成のために光線として小径光線
が採用されているときでも、ＡＩＤＣセンサによる画像
濃度検出を精度よく行うことができるＡＩＤＣマークに
対応する静電潜像を感光体に書き込むことができ、それ
でいて安価に済む走査光学装置、並びにかかる走査光学
装置を搭載して、画像濃度の点で良好な画像を形成でき
る電子写真方式の画像形成装置を提供する。 【解決手段】 光線（レーザビーム）により感光体１０
上に静電潜像を書き込む走査光学装置ＬＢは、画像濃度
検出のためのテストトナー像（ＡＩＤＣマーク）ＥＴに
対応する静電潜像Ｅを形成するために該静電潜像形成の
ための光路中に配置された光学手段（レンズ７及び折り
返しミラー８）を備えており、該光学手段は、それを通
過するレーザビームについて、プリントすべき像に対応
する静電潜像を形成するための光路を通過するレーザビ
ームより感光体１０上の像面でのビームピーク強度を小
さくし、且つ、ビームスポット径を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広くは、レーザビ
ーム等の光線により感光体上に静電潜像を書き込む走査
光学装置を搭載したプリンタやデジタル複写機等の電子
写真方式の画像形成装置に関し、特に該走査光学装置に
関し、さらに特に該走査光学装置による感光体上への、
ＡＩＤＣマーク（自動画像濃度制御のためのテストトナ
ー像）に対応する静電潜像の書き込みに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ走査装置等の走査光学装置
を用いた電子写真方式によるプリンタ、デジタル複写機
等の画像形成装置では、感光体上にＡＩＤＣマークに対
応する静電潜像を書き込む場合、所望のプリント像に対
応する静電潜像を形成するための光線をそのまま用いて
書き込む方法が一般的である。

【０００３】画像書き込み光として一本のレーザビーム
を使用する場合において、この一本のレーザビームを用
いてインチ当たりドット数（ｄｐｉ）の切り換えを行
い、ｄｐｉを多くして高精細画像を、ｄｐｉを少なくし
て低精細画像を形成できるプリンタ等では、概ね該ビー
ム径を高精細画像形成を良好に行えるように小径に設定
してある。

【０００４】その場合、ｄｐｉを減らして低精細画像を
形成するとき、形成されるＡＩＤＣマークにおいては、
図６（Ａ）に示すように、副走査方向でドット間隔が大
きくなり、ＡＩＤＣパターンが副走査方向でとぎれたり
することがあり、一方、ＡＩＤＣマークは通常転写材に
転写されて定着されるものではなく、感光体上に形成さ
れている状態のままで、さらに言えば前記副走査方向の
パターンのとぎれが定着処理により潰され埋められるこ
とがない状態でＡＩＤＣセンサ（自動画像濃度制御のた
めにテストトナー像であるＡＩＤＣマークの画像濃度を
読み取るセンサ）により画像濃度を読み取られる。

【０００５】従って、画像中の副走査方向でのとぎれが
生じるような場合、ＡＩＤＣマークが本来黒ベタ画像に
形成されるべきものであるときでも、図６（Ｂ）に示す
ように縞状パターン（いわゆるゼブラパターン）に形成
され、その結果、ＡＩＤＣセンサによる画像濃度検出が
不能になったり、図６（Ｃ）に示すようにＡＩＤＣセン
サ出力が安定せず、そのため検出精度が低下したりす
る。また、ビーム径を高精細画像形成を良好に行えるよ
うに小径に設定してあるため、高精細画像形成において
ＡＩＤＣマークを形成すると、図７（Ａ）及び（Ｂ）に
示すうよに、該マークは黒ベタ濃度が高くなりすぎ、図
７（Ｃ）に示すようにＡＩＤＣセンサ出力が飽和して検
出精度が低下するという問題が生じる。

【０００６】なお、このＡＩＤＣマークの黒ベタ画像濃
度が高くなりすぎ、ＡＩＤＣセンサ出力が飽和して検出
精度が低下するという問題は、ｄｐｉ切り換えを行わな
いが、高精細画像形成のためにレーザビーム径を小径に
設定してある画像形成装置についても生じる。そのた
め、自動画像濃度制御のためにテストトナー像であるＡ
ＩＤＣマークの濃度を検出するＡＩＤＣセンサよる検出
精度を高める方法として、２値画像形成装置では図８
（Ａ）に示すように２ドットの千鳥網点パターンでＡＩ
ＤＣマーク対応静電潜像を書く方法や、ＡＩＤＣマーク
対応静電潜像を書き込むときに、レーザパワーを強度変
調してハーフトーン状に書き込み、これによりＡＩＤＣ
マークをハーフトーン状画像としてセンサ出力の飽和を
防ぐものが実施されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＡＩＤＣマ
ークとして２値の網点パターンを形成する場合、図８
（Ｂ）に示すようにＡＩＤＣセンサからの検出信号出力
の波形ゆらぎが生じ、それを補正する積分回路が必要と
なり、画像濃度検出に伴う各種制御や処理が面倒でコス
ト高となる。

【０００８】また、レーザパワーを強度変調してハーフ
トーン状にＡＩＤＣマークを形成する場合も、変調ドラ
イバが必要となり、これによりコスト高となるという問
題がある。そこで本発明は、光線により感光体上に静電
潜像を書き込む走査光学装置であって、高精細画像形成
のために光線として小径光線が採用されているときで
も、ＡＩＤＣセンサによる画像濃度検出を精度よく行う
ことができるＡＩＤＣマークに対応する静電潜像を感光
体に書き込むことができ、それでいて安価に済む走査光
学装置を提供することを課題とする。

【０００９】また、本発明はかかる走査光学装置を搭載
して、画像濃度の点で良好な画像を形成できる電子写真
方式の画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、光線により感光体上に静電潜像を書き込む走
査光学装置であって、画像濃度検出のためのテストトナ
ー像に対応する静電潜像を形成するために該静電潜像形
成のための光路中に配置された光学手段を備えており、
該光学手段は、それを通過する光線について、プリント
すべき像に対応する静電潜像を形成するための光路を通
過する光線より前記感光体上の像面での光線ピーク強度
を小さくし、且つ、光線スポット径を大きくするように
構成されていることを特徴とする走査光学装置を提供す
る。

【００１１】また、本発明は前記課題を解決するため、
走査光学装置により感光体上に静電潜像を形成し、該潜
像を現像してトナー像とし、該トナー像を転写材へ転写
し、定着させる画像形成装置であって、前記走査光学装
置は、画像濃度検出のためのテストトナー像に対応する
静電潜像を形成するために該静電潜像形成のための光路
中に配置された光学手段を備えており、該光学手段は、
それを通過する光線について、プリントすべき像に対応
する静電潜像を形成するための光路を通過する光線より
前記感光体上の像面での光線ピーク強度を小さくし、且
つ、光線スポット径を大きくするように構成されてお
り、さらに前記テストトナー像の画像濃度を検出するＡ
ＩＤＣセンサが設けられていることを特徴とする画像形
成装置を提供する。

【００１２】本発明の走査光学装置及び画像形成装置に
おいては、テストトナー像であるＡＩＤＣマークに対応
する静電潜像を形成するために設けられた前記光学手段
を光線が通過することで、該光線は、プリント像に対応
する静電潜像を形成するための光線に比べて感光体上の
像面での光線ピーク強度が小さく、且つ、光線スポット
径が大きい光線となり、この光線によりＡＩＤＣマーク
に対応する静電潜像を感光体上に形成できる。

【００１３】このとき、ｄｐｉを低下させて低精細画像
を形成するモードでも、感光体上の像面で光線径が太く
されることで、ベタ状に、且つ、ハーフトーン状にＡＩ
ＤＣマーク対応の静電潜像を形成でき、かくして従来の
ようなゼブラパターンを発生させることなく、ハーフト
ーン状ベタ画像のＡＩＤＣマークを得ることができる。

【００１４】ｄｐｉの多い高精細画像を形成するモード
でも、副走査方向においてドットを適当に間引くこと
で、ベタ状に、且つ、ハーフトーン状にＡＩＤＣマーク
対応の静電潜像を形成でき、これからハーフトーン状ベ
タ画像のＡＩＤＣマークを得ることができる。このよう
にＡＩＤＣマークとしてハーフトーン状ベタ画像を得る
ことができるので、このマークに基づくＡＩＤＣセンサ
による画像濃度検出においてＡＩＤＣセンサの出力が飽
和してしまうことはない。

【００１５】これらにより、ＡＩＤＣマーク及びＡＩＤ
Ｃセンサによる画像濃度検出精度が高くなり、それだけ
良好な画像を形成できる。前記光学手段としては、例え
ば、光線拡散板又はフレネルレンズ又は光線径拡大用ス
リット又は前記光線の光源の発光点と前記感光体上の像
面とを非共役にするレンズ等を含んでいるものを挙げる
ことができる。

【００１６】また、テストトナー像に対応する静電潜像
を形成する前記光学手段は、感光体上の画像形成可能領
域へ光線を折り返すミラーを含んでいてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る走査光学装置
の、感光体とともに示す概略斜視図である。図２は図１
に示す走査光学装置を搭載したプリンタの概略構成を示
す図である。図１に示す走査光学装置ＬＢはレーザビー
ムを用いるもので、プリンタ、デジタル複写機等の電子
写真方式の画像形成装置に適用できるものであるが、こ
こでは、図２に示すようにプリンタに搭載している。

【００１８】図示の走査光学装置ＬＢはレーザビーム照
射源である半導体レーザ光源１、コリメータレンズ２、
シリンドリカルレンズ３、図示しない駆動装置より回転
駆動されるポリゴンミラー４、走査レンズ群５、折り返
しミラー６、ＡＩＤＣマーク対応の静電潜像を書き込む
ためのレンズ７及びレンズ７を通過してくるレーザビー
ムを感光体１０の画像形成可能域へ向け折り返す折り返
しミラー８を備えている。これら部品はケース９に装着
されている。また、ケース９には感光体１０へレーザビ
ームを照射するためのウインドウ９１が設けられてお
り、前記のレンズ７は該ウインドウ９１の片側端部に設
けられている。折り返しミラー８も図示しない支持部材
を介してケース９に支持されている。

【００１９】レンズ７は、感光体上像面とレーザ光源１
の発光点とを非共役にするレンズであり、それを通過す
るレーザビームについて、プリントすべき像に対応する
静電潜像を形成するための光路を通過するレーザビーム
より感光体１０上の像面でのビームピーク強度を小さく
し、且つ、ビームスポット径を大きくするものである。
光源１から発せられたレーザビームＬはコリメータレ
ンズ２及びシリンドリカルレンズ３を順次通り、回転駆
動されるポリゴンミラー４により反射され、走査レンズ
群５を通り、折り返しミラー６によって折り返されてケ
ース９に設けたウインドウ９１又は該ウインドウに設け
たレンズ７を通過して感光体１０に照射される。

【００２０】最終的に感光体１０に照射されるレーザビ
ームは、ポリゴンミラー４の回転により感光体１０表面
を主走査方向（感光体回転軸線方向）に走査する一方、
感光体１０が図示しない駆動手段により回転駆動される
ことで副走査方向（感光体の円周方向）に走査する。図
２に示すように、感光体１０は予めその表面が帯電装置
ＣＨにより帯電せしめられ、また、光源１はレーザ走査
光学装置制御部ＣＯＮＴ１からの指示によりプリントす
べき像やＡＩＤＣマークに応じて点滅し、このように点
滅するレーザビームによる前記感光体上の帯電域の走査
により、プリント像に対応する静電潜像や、ＡＩＤＣマ
ーク対応の静電潜像Ｅ（図１参照）が形成される。

【００２１】プリント像に対応する静電潜像は現像装置
Ｄにより現像されて可視トナー像とされる。該トナー像
は図示しない転写材供給部から送られてくる転写紙等の
転写材Ｓ上へ転写装置Ｔにより転写され、引き続き定着
装置Ｆにより該転写材上に定着される。次の画像形成に
備え、感光体１０上に残留するトナーはクリーニング装
置Ｃにより除去清掃され、残留電荷はイサーサＩＲによ
り消去される。

【００２２】ＡＩＤＣマーク対応の静電潜像についても
現像装置により現像されてテストトナー像（ＡＩＤＣマ
ーク）ＥＴ（図１、図２参照）とされるが、このＡＩＤ
Ｃマークは感光体１０上のプリントすべき画像の間等の
領域に形成され、このＡＩＤＣマークの移動路に対応さ
せて予め設けたＡＩＤＣセンサ１１により該マークＥＴ
の画像濃度が検出される。画像濃度検出後のＡＩＤＣマ
ークＥＴは転写材に転写されることなくクリーニング装
置Ｃにより除去清掃される。

【００２３】ＡＩＤＣセンサ１１による検出結果は現像
装置Ｄの制御を司る部分ＣＯＮＴ２へ入力され、該制御
部ＣＯＮＴ２はこの入力に基づいて、画像濃度を適切に
するように、現像装置Ｄを制御し、該装置から静電潜像
へのトナーの供給量等を調整する。かくして適切な濃度
の画像が形成される。ＡＩＤＣマークＥＴについてさら
に説明すると、このマークに対応する静電潜像を形成す
るためにレーザビームがレンズ７を通過すると、図３
（Ａ）に示すように、該ビームは結像位置が感光体１０
からずれ、プリント像に対応する静電潜像を形成するた
めのレーザビーム（図３（Ｄ）参照）に比べて感光体１
０上の像面でのビームピーク強度が小さく、且つ、ビー
ムスポット径が大きいレーザビームとされ、このレーザ
ビームによりＡＩＤＣマークに対応する静電潜像を感光
体上に形成できる。

【００２４】このとき、ｄｐｉを低下させて低精細画像
を形成するモードでも、図４（Ａ）に示すように、ドッ
トが副走査方向に問題視すべき隙間無く形成された、ベ
タ状、且つ、ハーフトーン状のＡＩＤＣマーク対応の静
電潜像Ｅを形成でき、かくして従来のようなゼブラパタ
ーンを発生させることなく、図４（Ｂ）に示すようにハ
ーフトーン状ベタ画像のＡＩＤＣマークＥＴを得ること
ができる。

【００２５】ｄｐｉの多い高精細画像を形成するモード
でも、図５（Ａ）に示すように、副走査方向においてド
ットを適当に間引くことで、ベタ状に、且つ、ハーフト
ーン状にＡＩＤＣマーク対応の静電潜像Ｅを形成でき、
これから図５（Ｂ）に示すようにハーフトーン状ベタ画
像のＡＩＤＣマークＥＴを得ることができる。なお、像
面でのビームスポット径はプリント像対応の静電潜像を
形成するレーザビームスポット径の３／２倍程度が望ま
しい。また、前記間引きは、像面でのビームスポット径
と解像度によって決めればよいが、ここでは図５（Ａ）
に示すようにプリント像対応静電潜像を形成するときに
はそのためのビームにより走査するラインａを一本おき
に間引いた状態としている。

【００２６】このようにＡＩＤＣマークＥＴとしてハー
フトーン状ベタ画像を得ることができるので、図４
（Ｃ）及び図５（Ｃ）に示すように、このマークに基づ
くＡＩＤＣセンサ１１による画像濃度検出においてＡＩ
ＤＣセンサの出力が飽和してしまうことはなく、且つ安
定する。これらにより、ＡＩＤＣマークＥＴ及びＡＩＤ
Ｃセンサ１１による画像濃度検出精度が高くなり、それ
だけ良好な画像を形成できる。

【００２７】以上説明した走査光学装置ＬＢでは、画像
濃度検出のためのＡＩＤＣマークに対応する静電潜像を
形成するための光学手段として、レンズ７及び折り返し
ミラー８を採用しているが、該レンズ７に代えて図３
（Ｂ）に示すスリット１２や図３（Ｃ）に示す拡散板１
３（ここではすりガラス）等を採用してもよい。また図
３（Ａ）において、レンズ７に代え、フレネルレンズを
採用してもよい。

【００２８】なお、図３では折り返しミラー６、８は図
示を省略している。また、折り返しミラー８はそれがな
くても静電潜像を所定位置に形成できるときには設けな
くてもよい。また、以上説明した走査光学装置における
ケース９のウインドウ９１に代えて、走査光学装置内の
レンズ部、ミラー部等をレーザビーム照射ウインドウと
して兼用してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光線により感光体上に静電潜像を書き込む走査光学装置
であって、高精細画像形成のために光線として小径光線
が採用されているときでも、ＡＩＤＣセンサによる画像
濃度検出を精度よく行うことができるＡＩＤＣマークに
対応する静電潜像を感光体に書き込むことができ、それ
でいて安価に済む走査光学装置を提供することができ
る。

【００３０】また、本発明によると、かかる走査光学装
置を搭載して、画像濃度の点で良好な画像を形成できる
電子写真方式の画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走査光学装置の１例の、感光体と
ともに示す概略斜視図である。

【図２】図１の走査光学装置を搭載したプリンタの概略
構成を示す図である。

【図３】図（Ａ）はレンズ７を通過したレーザビームの
感光体上像面でのビームスポット径及びビームピーク強
度を示す図であり、図（Ｂ）はビーム径拡大用スリット
１２を通過したレーザビームの感光体上像面でのビーム
スポット径及びビームピーク強度を示す図であり、図
（Ｃ）はすりガラスを通過したレーザビームの感光体上
像面でのビームスポット径及びビームピーク強度を示す
図であり、図（Ｄ）はプリント像を形成するためのレー
ザビームの感光体上像面でのビームスポット径及びビー
ムピーク強度を示す図である。

【図４】図（Ａ）は図１に示す走査光学装置により、低
精細画像形成モードにおいて形成されるＡＩＤＣマーク
対応の静電潜像を示し、図（Ｂ）は図（Ａ）の潜像を現
像したＡＩＤＣマークを示し、図（Ｃ）は図（Ｂ）のマ
ークから画像濃度を検出するＡＩＤＣセンサの出力波形
を示す図である。

【図５】図（Ａ）は図１に示す走査光学装置により、高
精細画像形成モードにおいて形成されるＡＩＤＣマーク
対応の静電潜像を示し、図（Ｂ）は図（Ａ）の潜像を現
像したＡＩＤＣマークを示し、図（Ｃ）は図（Ｂ）のマ
ークから画像濃度を検出するＡＩＤＣセンサの出力波形
を示す図である。

【図６】図（Ａ）は従来のレーザ走査光学装置により、
低精細画像形成モードにおいて形成されるＡＩＤＣマー
ク対応の静電潜像を示し、図（Ｂ）は図（Ａ）の潜像を
現像したゼブラパターンのＡＩＤＣマークを示し、図
（Ｃ）は図（Ｂ）のマークから画像濃度を検出するＡＩ
ＤＣセンサの出力波形を示す図である。

【図７】図（Ａ）は従来のレーザ走査光学装置により、
高精細画像形成モードにおいて形成されるＡＩＤＣマー
ク対応の静電潜像を示し、図（Ｂ）は図（Ａ）の潜像を
現像した高濃度ＡＩＤＣマークを示し、図（Ｃ）は図
（Ｂ）のマークから画像濃度を検出するＡＩＤＣセンサ
の出力波形を示す図である。

【図８】図（Ａ）は２ドットの千鳥網点パターンの静電
潜像を示し、図（Ｂ）は同潜像を現像して得たＡＩＤＣ
マークを検出するＡＩＤＣセンサの出力波形を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ コリメータレンズ ３ シリンドリカルレンズ ４ ポリゴンモータ ５ 走査用レンズ群 ６ 折り返しミラー ７ ビーム径拡大用レンズ ８ 折り返しミラー ９ 走査光学装置ケース ９１ ウインドウ １０ 感光体 １１ ＡＩＤＣセンサ Ｅ ＡＩＤＣマーク対応の静電潜像 ＥＴ ＡＩＤＣマーク（テストトナー像） １２ ビーム径拡大用スリット １３ ビーム径拡大用すりガラス ＣＨ 帯電装置 Ｄ 現像装置 Ｔ 転写装置 Ｆ 定着装置 Ｃ クリーニング装置 ＩＲ イレーサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光線により感光体上に静電潜像を書き込
   む走査光学装置であって、画像濃度検出のためのテスト
   トナー像に対応する静電潜像を形成するために該静電潜
   像形成のための光路中に配置された光学手段を備えてお
   り、該光学手段は、それを通過する光線について、プリ
   ントすべき像に対応する静電潜像を形成するための光路
   を通過する光線より前記感光体上の像面での光線ピーク
   強度を小さくし、且つ、光線スポット径を大きくするよ
   うに構成されていることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記光学手段は、光線拡散板又はフレネ
   ルレンズ又は光線径拡大用スリット又は前記光線の光源
   の発光点と前記感光体上の像面とを非共役にするレンズ
   を含んでいる請求項１記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 テストトナー像に対応する静電潜像を形
   成する前記光学手段は、前記感光体上の画像形成可能領
   域へ光線を折り返すミラーを含んでいる走査光学装置。
4. 【請求項４】 走査光学装置により感光体上に静電潜像
   を形成し、該潜像を現像してトナー像とし、該トナー像
   を転写材へ転写し、定着させる画像形成装置であり、前
   記走査光学装置は、画像濃度検出のためのテストトナー
   像に対応する静電潜像を形成するために該静電潜像形成
   のための光路中に配置された光学手段を備えており、該
   光学手段は、それを通過する光線について、プリントす
   べき像に対応する静電潜像を形成するための光路を通過
   する光線より前記感光体上の像面での光線ピーク強度を
   小さくし、且つ、光線スポット径を大きくするように構
   成されており、さらに前記テストトナー像の画像濃度を
   検出するＡＩＤＣセンサが設けられていることを特徴と
   する画像形成装置。