JPH11326802A - 光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データに基づいて光ビームを記録媒体に
照射して該記録媒体に画像を記録する光記録装置であっ
て、比較的単純な構成でありながら、記録精度が高く、
また、描画速度を高速にできる光記録装置を提供する。 【解決手段】 画像データに基づいてレーザービームＬ
（光ビーム）を感光体１（記録媒体）に照射して感光体
１に画像を記録するレーザー走査装置３（光記録装置）
であり、光源３１と、光源３１から射出されるレーザー
ビームＬを感光体１に集光するためのコリメータレンズ
３２、シリンダレンズ３４、偏向器３５（などの光学素
子）と、光源３１と偏向器３５との間の光路中に配置さ
れ、所定方向に配列された三つのそれぞれ独立して開閉
可能の光ビーム透過用開口３３１〜３３３を有するシャ
ッタ装置３３と、副走査対応方向に隣接する二つの画素
の画像データに基づいて感光体１に該画像データを同時
に記録できるように光源３１の発光量及びシャッタ装置
３３の各開口の開閉動作を連動させて制御する制御装置
３８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データに基づ
いて光ビームを記録媒体に照射して該記録媒体に画像を
記録する光記録装置、例えばレーザー走査装置に用いる
ことができる光記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データに基づいて光ビームを記録媒
体に照射して該記録媒体に画像を記録する光記録装置
は、従来より、例えばデジタル複写機、レーザープリン
タ等の画像形成装置におけるレーザー走査装置などに利
用されている。デジタル複写機、レーザープリンタ等の
画像形成装置においては、一般的には、記録媒体、例え
ば、表面が移動する感光体等の静電潜像担持体の表面を
帯電させる。その帯電域に画像情報による画像データに
基づいて、レーザー走査装置にてレーザービームを主走
査方向に走査させ静電潜像を形成する。そしてその潜像
を現像して可視トナー像とし、このトナー像を紙等の被
転写体に転写し定着させる。

【０００３】レーザー走査装置においては、一般的に、
画像データに基づいて画像信号に変調されたレーザービ
ームを高速回転するポリゴンミラーを含む偏向器の近傍
に集光させ、主走査方向に偏向させる。そしてこの偏向
器からのビームを走査レンズなどの結像光学系によって
静電潜像担持体上に結像させる。このようにして該像担
持体上に静電潜像を描画するようにしている。

【０００４】かかるレーザー走査装置等の光記録装置で
は、今日、描画速度の高速化が望まれている。従来の光
記録装置の分野では、例えば特開昭６３−１３０１５号
公報が教えるレーザー走査装置のように、独立に変調さ
れる複数のビームを用いて一つの感光体上に照射するこ
とにより高速に描画を行う技術や、例えば特開昭５６−
６９６１０号公報が教えるレーザー走査装置のように、
一つの半導体チップ上に複数の発光点がアレー状に配さ
れている半導体レーザーを用いることによって高速に描
画を行う技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭６３
−１３０１５号公報が教えるレーザー走査装置では、ビ
ーム間の位置関係を適正に保つことが困難で、ビーム位
置検出装置とビーム位置補正手段が必要となり、コスト
アップを招くという問題がある。また、特開昭５６−６
９６１０号公報が教えるレーザー走査装置では、半導体
レーザーの製造上の都合により、発光点の間隔を縮める
ことが困難である。すなわち、発光点を副走査方向に対
応する方向に並べた場合は、感光体上で適当なビーム間
隔を得るために結像光学系の副走査対応方向の倍率を小
さくすることが必要となる。このため、像面上での副走
査方向のビーム径を適正にしようとすれば副走査対応方
向のアパーチャ径を小さくすることが必要となり、光量
の損失が大きくなる。一方、光量の損失を抑えようとし
てアパーチャ径を大きくすると、像側での有効Ｆナンバ
が小さくなり、ビーム径が小さくなりすぎて、焦点深度
が浅くなって、光学系の温度変化等の微妙な変化に対し
ても性能変化が顕著になる。

【０００６】また、発光点を主走査対応方向にならべ、
わずかに傾けた場合では、副走査対応方向については見
かけ上、発光点間隔が小さくなって前記の副走査方向に
関する問題については解消できるものの、主走査方向に
ついてはコリメータレンズ通過後の各ビームが光軸に対
してそれぞれ異なった角度を持つことになる。この場合
ポリゴンミラー上で各ビームの位置がずれるため、ポリ
ゴンミラーの径を大きくしてビームがけられないように
することが必要となったり、走査レンズヘの入射位置が
ビームごとにずれて像面上での結像状態が均一でなくな
るという問態がある。

【０００７】そこで本発明は、画像データに基づいて光
ビームを記録媒体に照射して該記録媒体に画像を記録す
る光記録装置であって、比較的単純な構成でありなが
ら、記録精度が高く、また、描画速度を高速にできる光
記録装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【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、画像データに基づいて光ビームを記録媒体に
照射して該記録媒体に画像を記録する光記録装置であ
り、光源と、該光源から射出される光ビームを前記記録
媒体に集光するための少なくとも一つの光学素子と、前
記光源と前記光学素子のうち所定の光学素子との間の光
路中に配置され、所定方向に配列された少なくとも三つ
のそれぞれ独立して開閉可能の光ビーム透過用開口を有
するシャッタ装置と、隣接する二つの画素の画像データ
に基づいて前記記録媒体に該画像データを同時に記録で
きるように前記光源の発光量及び前記シャッタ装置の各
開口の開閉動作を連動させて制御する制御装置とを備え
ていることを特徴とする光記録装置を提供する。

【０００９】本発明の光記録装置によると、光源と該光
源から射出される光ビームを前記記録媒体に集光するた
めの少なくとも一つの光学素子のうち所定の光学素子と
の間の光路中にシャッタ装置を設けるという簡単な構成
でありながら、前記制御装置による光源の発光量と該シ
ャッタ装置における各開口の開閉動作の連動制御のもと
に、該光源から射出される光ビームにより、隣接する二
つの画素の画像データを記録媒体に同時に記録できるの
で、それだけ描画速度を高速にできる。

【００１０】なお、ここで、「二つの画素の画像データ
を同時に記録する」とは、二つの画素の画像データのう
ち双方について光ビームを照射して同時に記録する場合
は勿論のこと、一方について光ビームを照射し、他方に
ついては光ビームを照射しないことで、同時に記録する
場合等も含まれる。また、前記光源から射出されるビー
ムは一つなので、複数のビームを用いる装置ようにビー
ム位置の検出や補正をする必要がなく、また、複数の発
光点がアレー状に配されているような装置構成の弊害は
生じ難く、高い記録精度を得ることができる。

【００１１】シャッタ装置における各開口の開閉制御
は、二画素の画像データを記録媒体に同時に記録するに
あたり、その二つの画像データのうち光ビームを照射し
て記録すべき画像データについて、そのための光ビーム
を透過させる開口を開くようになされ、光源の発光量制
御は、開かれた開口サイズに応じて適切な光量の光ビー
ムが記録媒体に照射されるようになされる。

【００１２】前記シャッタ装置としては、所定方向に配
列された少なくとも三つの光ビーム透過用開口と、該各
開口をそれぞれ独立して物理的に開閉する機構とを備え
ているものや、所定方向に配列された少なくとも三つの
開口を有し、該各開口が電圧印加の有無等によりそれ自
身開閉することで光ビームを透過又は遮断できるものな
どを例示できる。なお、開口自身が開閉することで選択
的に光ビームを透過又は遮断できるものとしては、例え
ば、各開口が液晶シャッタからなるものなどを挙げるこ
とができる。

【００１３】また、前記制御装置による前記光源の発光
量の制御としては、該光源の出力を制御するもの、該光
源の出力を一定とし該光源の出力時間を制御するもの、
また、これらを組み合わせて該光源の出力及び出力時間
の両方を制御するものを例示できる。本発明にかかる光
記録装置の具体例として、 ａ）前記シャッタ装置における開口は第１開口、第２開
口及び第３開口の三つ設けられており、該第１から第３
の開口は、前記記録媒体への画像記録にあたり該記録媒
体表面が移動せしめられる副走査方向に対応する副走査
対応方向に第１開口、第２開口、第３開口の順で配置さ
れ、前記第２開口両側に位置する第１開口及び第３開口
は副走査対応方向の最大幅が同じ大きさ、且つ、該第２
開口の副走査対応方向最大幅より大きく設定されてお
り、前記制御装置は、隣接する２画素につき前記記録媒
体に画像データを書き込むとき、該２画素のうち一方に
光ビームを照射すべきときは光ビームを照射すべき画素
に応じて前記第１又は第３の開口を開けるとともに他の
開口を閉じ、且つ、前記光源の光量を所定の第１光量に
設定し、該２画素の両方に光ビームを照射すべきときは
前記第２開口を開けるとともに他の開口を閉じ、前記光
源の光量を前記第１光量より大きい所定の第２光量に設
定するもの、 ｂ）前記シャッタ装置における開口は第１開口から第６
開口の六つ設けられており、該第１、第２、第５及び第
６の開口は、前記記録媒体への画像記録にあたり該記録
媒体表面が移動せしめられる副走査方向に対応する副走
査対応方向に第１開口、第２開口、第５開口及び第６開
口の順で配置され、前記第１及び第６の開口の間に位置
する前記第２及び第５の開口の両側に前記第３及び第４
の開口がそれぞれ配置されており、前記第１及び第６の
開口は副走査対応方向の最大幅が同じ大きさであり、前
記第２及び第５の開口は副走査対応方向の最大幅が同じ
大きさで、且つ、前記第１及び第６の副走査対応方向最
大幅より小さく設定されており、前記第３及び第４の開
口は同じ大きさで、且つ、前記他の開口より小さく設定
されており、前記制御装置は、隣接する２画素につき前
記記録媒体に画像データを書き込むとき、該２画素のう
ち一方に光ビームを照射すべきときは光ビームを照射す
べき画素に応じて前記第１及び第２の開口又は前記第５
及び第６の開口を開けるとともに他の開口を閉じ、且
つ、前記光源の光量を所定の第１光量に設定し、該２画
素の両方に光ビームを照射すべきときは前記第２、第
３、第４及び第５の開口を開けるとともに他の開口を閉
じ、前記光源の光量を前記第１光量より大きい所定の第
２光量に設定するもの等を挙げることができる。

【００１４】かかるａ）又はｂ）のシャッタ装置を有す
る光記録装置においては、隣接する二つの画素につき前
記記録媒体に画像を描画するにあたり、１画素分の描画
を光ビームを照射して行うときに開ける開口全体の副走
査対応方向の最大幅を２画素分の描画を２画素双方と
も、光ビームを照射して行うときに開ける開口全体の副
走査対応方向の最大幅をよりも大きくしている。従っ
て、１画素分の描画を行うための開口状態より、２画素
分の描画を行うための開口状態の方が副走査対応方向の
有効Ｆナンバが大きくなり、該方向のビーム径を大きく
することができる。このとき２画素分の描画をしなけれ
ばならないこと、及び２画素分の描画を行うときに開け
る開口全体の副走査対応方向の最大幅が１画素分の描画
を行うときに開ける開口全体の副走査対応方向の最大幅
よりも小さいことから、前記光源の発光量を１画素分の
描画を行うときより大きくしている。

【００１５】こうすることで、１画素分の描画を光ビー
ム照射にて行うときの該記録媒体に照射される光ビーム
は実質上１画素分の大きさとすることができ、２画素分
の描画を光ビーム照射にて行うときの該記録媒体に照射
される光ビームは副走査対応方向に大きくなって実質上
２画素分の大きさとすることができる。これにより、１
つの光ビームの該記録媒体への照射により２画素分の画
像データに相当する画像として描画することができる。

【００１６】いずれの光記録装置においても、前記光源
としては、光ビームを前記シャッタ装置における開口に
入射できるものであればよく、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）からなる光源や、レーザーダイオード（ＬＤ）など
の半導体レーザーからなるレーザー光源などを例示でき
る。前記光源にレーザー光源を用いる場合、前記光学素
子として、該光源から射出されるレーザービームを所定
方向へ偏向する偏向器と、該光源及び偏向器との間に配
置された少なくとも一つの光学レンズとを含んでおり、
前記シャッタ装置は前記光学レンズのうち所定のレンズ
と前記偏向器との間に配置されている光記録装置を例示
できる。

【００１７】前記光源にレーザー光源を用いる場合の光
記録装置では、前記光源及び前記偏向器との間に配置さ
れた少なくとも一つの光学レンズは、例えば該光源から
射出されるレーザービームを平行光にするコリメータレ
ンズ及び前記シャッタ装置と該偏向器との間に配置され
該シャッタ装置からのレーザービームを該偏向器に集光
する集光レンズである。該集光レンズはレーザービーム
の前記記録媒体への結像位置を適正にするために光学系
全系に副走査方向の球面収差を発生させるべくレンズ形
状が調整されていることが望ましい。

【００１８】なお、前記光源及び前記偏向器との間に配
置された少なくとも一つの光学レンズの形状の調整とし
ては、例えば、非球面レンズとして調整してもよい。ま
た、光学系全系に所定の球面収差を発生させるにあた
り、レンズ屈折率を不均一に分布させて調整してもよ
い。さらに非球面ミラーを採用しても同様の調整が可能
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る光記録
装置の１例のレーザー走査装置を搭載した画像形成装置
の概略構成を示す側面図である。図１に示す画像形成装
置は、電子写真方式の画像形成装置であり、中央にドラ
ム形状の感光体１（記録媒体の１例）を備えている。

【００２０】感光体１の周囲には、メインチャージャ
２、レーザー走査装置３、現像装置４、転写チャージャ
６、クリーニングブレード７及び除電用ランプ８がこの
順に配置されている。感光体１は、図中Ａ方向に回転駆
動される。転写チャージャ６は、感光体１に臨み、図中
転写部Ｐを形成している。転写部Ｐでは転写チャージャ
６に接続された電源ＰＷ３から転写用電圧を印加でき、
これにより感光体１上ののトナー像を記録紙Ｓに転写で
きる。

【００２１】転写部Ｐの図中右方にはガイド板１０及び
タイミングローラ対１１が順次設けられ、さらに図示を
省略した給紙部が設けられている。また、左方にはガイ
ド板１２、定着ローラ対１３が順次設けられ、さらに図
示を省略した排出ローラ対及び排紙トレイが設けられて
いる。メインチャージャ２は電源ＰＷ１から高電圧を印
加でき、これにより感光体１を帯電させることができ
る。

【００２２】現像装置４は現像ローラ４１及び装置ケー
ス４２を含んでおり、装置ケース４２は現像剤Ｄを収容
する。現像剤Ｄはトナーを含んでいる。現像ローラ４１
は回転駆動され、電源ＰＷ２から現像バイアス電圧を印
加できる。これにより感光体１上の静電潜像を現像でき
る。図２にレーザー走査装置３の概略構成及び感光体１
の斜視図を示す。

【００２３】レーザー走査装置３は、図２に示すように
レーザー光源３１、コリメータレンズ３２、シャッタ装
置３３、シリンダレンズ３４、偏向器３５が順次配置さ
れている。また、この配置方向に対して偏向器３５から
垂直方向に順次配置されている結像光学系３６を含んで
いる。レーザー光源３１は、ここでは半導体レーザーか
らなっており、レーザービームＬをコリメータレンズ３
２に入射できる。

【００２４】コリメータレンズ３２はレーザ光源３１か
らのレーザビームＬを平行な光束にできる。シャッタ装
置３３は所定方向に配列された三つのそれぞれ独立して
開閉可能の光ビーム透過用開口３３１〜３３３を有して
おり、コリメータレンズ３２を通過してくるレーザビー
ムＬを後述するように透過又は遮断できる。

【００２５】図３にシャッタ装置３３における開口の拡
大図を示す。シャッタ装置３３における開口は第１開口
３３１、第２開口３３２及び第３開口３３３の三つ設け
られており、第１から第３の開口３３１〜３３３は、感
光体１への画像記録にあたり感光体１表面が移動せしめ
られる副走査方向に対応する副走査対応方向に第１開口
３３１、第２開口３３２、第３開口３３３の順で配置さ
れている。第２開口３３２両側に位置する第１開口３３
１及び第３開口３３３は副走査対応方向の最大幅ｂが同
じ大きさ、且つ、第２開口３３２の副走査対応方向最大
幅ａより大きく設定されており、ここでは第２開口３３
２の副走査対応方向最大幅ａは０．２２（相対値）であ
り、第１開口３３１及び第３開口３３３の副走査対応方
向最大幅ｂは０．３９（相対値）である。

【００２６】また、第１から第３の各光ビーム透過用開
口は電圧印加の有無により光ビーム透過又は遮断状態と
なる液晶シャッタからなっている。図２に示すように、
シリンダレンズ３４はシャッタ装置３３を通過してくる
レーザビームＬを副走査対応方向に集光しながら偏光器
３５に入射できる。偏向器３５は回転多面鏡（ここでは
８面体のポリゴンミラー）を含んでおり、図示を省略し
たポリゴンモータによる回転駆動にて図中Ｂ方向に高速
回転される。これにより、シリンダレンズ３４を通過し
てくるレーザービームＬを結像光学系３６の方に向け
て、主走査方向に対応する主走査対応方向に偏向でき
る。

【００２７】結像光学系３６は結像用レンズ群３６１及
び反射ミラー３６２を含んでいる。レンズ群３６１はい
ずれも長尺レンズであり、これらのレンズ群の構成によ
りｆ−θ特性を有する。ミラー３６２はレンズ群３６１
を通過してくるレーザービームＬを反射して感光体１に
導くことができる。これにより、結像光学系３６は偏向
器３５からのレーザービームＬを感光体１に結像でき
る。

【００２８】また、このレーザー走査装置３は制御装置
３８を備えている。制御装置３８はレーザー光源３１及
びシャッタ装置３３に接続されており、副走査方向に隣
接する２画素（２ライン分を描画する２画素）の画像デ
ータに基づいて光源３１の発光量及びシャッタ装置３３
の各開口の開閉動作を連動させて制御する。これによ
り、感光体１に該２画像データを同時に記録でき、ひい
ては１ビーム走査で２ライン分の静電潜像を描画でき
る。なお、この制御装置３８は図示を省略した主制御部
に接続されており、主制御部から画像データ（画像信
号）が入力される。また、主制御部はコンピュータを中
心に構成されており、画像形成装置全体を制御する。

【００２９】図１に示すように、クリーニングブレード
７はブレード形状のもので、感光体１に接触配置されて
いる。これにより感光体１上に付着した、記録紙Ｓに転
写されずに残った転写残トナーを除去できる。除電ラン
プ８は感光体１に光照射でき、これにより感光体１上の
電荷を光除電できる。

【００３０】以上説明した画像形成装置によると、感光
体１が回転駆動され、メインチャージャ２によって一様
に帯電される。この帯電領域への静電潜像の描画、すな
わち、画像データの記録に先立って、図示を省略した画
像読み取り装置等で読み取られた画像データ（画像信
号）が図示を省略した主制御部を介してレーザー走査装
置３に送られる。

【００３１】レーザー走査装置３では、図２に示すよう
にレーザ光源３１から射出されたレーザービームＬがコ
リメータレンズ３２によって平行な光束にされ、シャッ
タ装置３３に入射される。制御装置３８は、図示を省略
した主制御部から送られてくる画像信号の副走査対応方
向に隣接する２画素の画像信号に基づいて光源３１の発
光量及びシャッタ装置３３の開閉動作を連動させて制御
する。

【００３２】次表に副走査対応方向に隣接する２画素
（２ライン分を描画する２画素）につき感光体１に画像
データを書き込むときの制御装置３８の画像信号に対す
る光源３１の発光量及びシャッタ装置３３の各開口の開
閉動作の制御パターンを示す。なお、表中ライン１（図
４参照）は２ライン分を描画する２画素のうち１ライン
目の１画素に対応するの画像信号を表し、表中ライン２
（図４参照）は２ライン目の１画素に対応するの画像信
号を表す。

【００３３】 像信号 ライン１ ライン２ 開いている開口 光源３１の （図３参照） 発光量（相対値） ｏｎ ｏｎ 第２開口３３２ ２．５ ｏｎ ｏｆｆ 第１開口３３１ １ ｏｆｆ ｏｎ 第３開口３３３ １ ｏｆｆ ｏｆｆ なし ０ この表に示すように２ライン分を描画する２画素のうち
一方にレーザビームＬを照射すべきとき（表中ライン１
−ライン２がｏｎ−ｏｆｆ又はｏｆｆ−ｏｎのとき）は
ビームＬを照射すべき画素に応じて第１開口３３１又は
第３開口３３３を開けるとともに他の開口を閉じ（図３
参照）、且つ、光源３１の光量を所定の第１光量に設定
する。該２画素の両方にビームＬを照射すべきとき（表
中ライン１−ライン２がｏｎ−ｏｎのとき）は第２開口
３３２を開けるとともに他の開口を閉じ（図３参照）、
光源３１の光量を第１光量より大きい所定の第２光量、
ここでは第１光量の２．５倍に設定する。なお、制御装
置３８による光源３１の発光量の制御は、ここでは光源
３１の出力を制御するものであるが、光源３１の出力を
一定とし１画素の記録時間内での光源３１の出力時間を
制御するものや、これらを組み合わせて光源３１の出力
及び１画素の記録時間内での出力時間を両方制御するも
のとしてもよい。

【００３４】また、該２画素の両方にレーザビームＬを
照射すべきでないとき（表中ライン１−ライン２がｏｆ
ｆ−ｏｆｆのとき）は、いずれの開口３３１、３３２、
３３３も閉じ（図３参照）、光源３１を動作しない。な
お、この場合、各開口３３１〜３３３の閉じる動作及び
光源３１の非動作のうち、いずれか一方だけを行うよう
に制御してもよい。

【００３５】以降、随時送られてくる画像データについ
ても同様に、副走査対応方向に隣接する２画素ごとに制
御する。レーザービームＬは、シャッタ装置３３を通過
するときは、シリンダレンズ３４を介して偏向器３５に
入射され、偏向器３５にて結像用レンズ群３６１に向け
て主走査方向に振られる。結像用レンズ群３６１を通過
したレーザービームＬは反射ミラー３６２に反射され感
光体１に照射される。

【００３６】図４から図６に感光体１に照射されたとき
のレーザービームＬの感光体１上のビーム形状を示す。
いずれも同一の座標に対して光強度分布を示したもので
あり、中心に向かう程、光量が大きいことを示す。な
お、グリッドの１マスは１画素に相当する。図４は前記
表の制御パターン中画像信号のライン１−ライン２がｏ
ｎ−ｏｎのときの感光体１上のビーム形状を示す図であ
る。この場合、ビームＬがシャッタ装置３３を透過する
ときは図３に示す第２開口３３２のみが開いている。

【００３７】図５及び図６はそれぞれ前記表の制御パタ
ーン中画像信号のライン１−ライン２がｏｎ−ｏｆｆの
とき及びｏｆｆ−ｏｎのときの感光体１上のビーム形状
を示す図である。図５の場合、ビームＬがシャッタ装置
３３を透過するときは図３に示す第１開口３３１のみが
開いており、図６の場合、第３開口３３３のみが開いて
いる。

【００３８】図４に示すビーム形状の場合、副走査対応
方向に２画素分（２ライン分）の描画を行うために、図
３に示す開口部３３１又は開口部３３３の副走査対応方
向の最大幅ｂを開口部３３２の副走査対応方向の最大幅
ａよりも大きくしている。従って、開口部３３１のみ又
は開口部３３３のみを開けた場合より、開口部３３２の
みを開けた場合の方が副走査対応方向の有効Ｆナンバが
大きくなり、該方向のビーム径を大きくすることができ
る。このとき２画素分（２ライン分）の描画をしなけれ
ばならないこと、及び開口部３３２の最大幅ａが開口部
３３１又は開口部３３３の最大幅ｂよりも小さいことか
ら、光源３１の発光量を図５及び図６に示すような１画
素（１ライン）のみｏｎの場合の２．５倍（前記表の制
御パターン参照）としている。この場合、感光体１に到
達する光のエネルギーは、１画素（１ライン）のみｏｎ
の場合の略２倍になる。

【００３９】こうすることで、１画素分の描画を行うと
きの感光体１上のビーム形状は図５又は図６に示すよう
に実質上１画素分（１ライン分）の大きさとすることが
でき、２画素分の描画を行うときの感光体１上のビーム
形状は図４に示すように副走査対応方向に大きくなって
２画素分（２ライン分）の大きさとすることができる。

【００４０】以上のことからレーザービームＬのエネル
ギー分布を１画素分（１ライン分）又は２画素分（２ラ
イン分）の画像データに相当する分布として実現できる
ことがわかる。このレーザ走査装置３によると、図２に
示すように光源３１と偏向器３５との間の光路中にシャ
ッタ装置３３を設けるという簡単な構成でありながら、
光源３１から射出されるレーザービームＬにより副走査
対応方向に隣接する二つの画素の画像データを感光体１
に同時に記録できるので、それだけ描画速度を高速にで
きる。また、描画速度を一定にして偏向器３５のポリゴ
ンミラーの回転速度を、その分低く抑えることもでき
る。

【００４１】また、光源３１から射出されるレーザービ
ームＬは一つなので、複数のビームを用いる装置のよう
にビーム位置の検出や補正をする必要がなく、また、複
数の発光点がアレー状に配されているような装置構成の
弊害は生じ難く、高い記録精度を得ることができる。図
７はレーザー走査装置３における光学系の全系の副走査
対応方向の球面収差を示す図である。この図では、瞳内
を通過する光軸の位置を瞳内高さ（縦軸）方向における
０とし、瞳の縁を瞳内高さの１（相対値）としている。

【００４２】球面収差をこのように調整しておかない
と、シャッタ装置３３における開口部３３１のみを開け
た場合と開口部３３３のみを開けた場合とで（図３参
照）、ビーム結像位置が同じ位置となってしまい、２ラ
イン分の画像を描きわけることができない。そこで、本
例では設計上図２に示すシリンダレンズ３４の副走査対
応方向の形状を円弧でなくすことによって、図７に示す
ように副走査方向の球面収差を調整している。このよう
にシリンダレンズ３４の形状の調整を意図的に行うこと
によって、シャッタ装置３３における開口部３３１のみ
や開口部３３３のみを開けた場合などでもビーム結像位
置が適当になるようにしている。

【００４３】なお、レンズ３４の調整としては、ここで
は、非球面レンズとして調整しているが、レンズ屈折率
を不均一に分布させて調整してもよい。また、非球面ミ
ラーを採用しても同様の調整が可能である。図８はレー
ザー走査装置３において感光体１への描画結果を１平面
上にシミュレーションした図であり、図８（ａ）に１ド
ットの斜め線を描画したときの感光体１上のビーム形状
を示し、図８（ｂ）に２ドットの斜め線を描画したとき
の感光体１上のビーム形状を示す。これらは同一の座標
に対して光強度分布として示したものである。なお、グ
リッドの１マスは、１画素に相当する。

【００４４】図８に示すように、レーザー走査装置３に
よって１画素分（１ライン分）の画像データや２画素分
（２ライン分）の画像データを感光体１に自在に記録す
ることができる。このようにして１回のビーム主走査で
感光体１に２ライン分の静電潜像が描画できる。そして
感光体１表面の移動により感光体１上に静電潜像全体が
描画される。

【００４５】再び図１に戻るが、レーザー走査光学装置
３により描画された感光体１上の静電潜像は、感光体１
の回転に伴って現像装置４に移行する。現像装置４で
は、感光体１に描画された静電潜像に現像ローラ４１の
回転に伴って現像剤Ｄを供給して該潜像を現像バイアス
電圧印加のもとに現像し、可視トナー像とする。感光体
１上の可視トナー像は転写部Ｐに移行する。転写部Ｐに
移行したトナー像は記録紙に転写される。記録紙は図示
を省略した給紙ローラによって同じく図示を省略した給
紙トレイから送り出され、タイミングローラ対１１に送
られる。タイミングローラ対１１は、感光体１上のトナ
ー像と同期をとって、記録紙Ｓを送り出す。記録紙Ｓは
ガイド板１０に支持され転写部Ｐに移行する。

【００４６】転写部Ｐでは、転写チャージャ６が記録紙
Ｓに転写電圧を印加する。これにより感光体１上のトナ
ー像は記録紙Ｓに転写される。感光体１には記録紙Ｓに
転写されずに残った残留トナーが保持されているが、ク
リーニングブレード７がこの残留トナーを除去する。そ
のあと除電用ランプ８から感光体１に光が照射され、感
光体１上の残留電位は除去される。そして、感光体１は
次の画像形成に備えられる。

【００４７】記録紙Ｓは転写部Ｐでトナー像転写後、定
着ローラ対１３に運ばれ、ここでトナー像が記録紙Ｓに
定着される。そのあと図示を省略した排紙ローラ対にて
排紙トレイへ排出される。次に、シャッタ装置３３の変
形例について説明する。図９にシャッタ装置３３の変形
例４３における開口の拡大図を示す。

【００４８】この変形例のシャッタ装置４３は所定方向
に配列された六つのそれぞれ独立して開閉可能の光ビー
ム透過用開口４３１〜４３６を有しており、レーザー走
査装置３に搭載することができる。このシャッタ装置４
３における開口は第１開口４３１から第６開口４３６の
六つ設けられており、第１、第２、第５及び第６の開口
４３１、４３２、４３５及び４３６は、感光体１への画
像記録にあたり感光体１表面が移動せしめられる副走査
方向に対応する副走査対応方向に第１開口４３１、第２
開口４３２、第５開口４３５及び第６開口４３６の順で
配置され、第１及び第６の開口４３１及び４３６の間に
位置する第２及び第５の開口４３２及び４３５の両側に
第３及び第４の開口４３３及び４３４がそれぞれ配置さ
れている。第１及び第６の開口４３１及び４３６は副走
査対応方向の最大幅ｄが同じ大きさである。第２及び第
５の開口４３２及び４３５は副走査対応方向の最大幅ｃ
が同じ大きさで、且つ、第１及び第６の副走査対応方向
最大幅ｄより小さく設定されている。第３及び第４の開
口４３３及び４３４は同じ大きさで、且つ、他の開口４
３１、４３２、４３５、４３６より小さく設定されてい
る。なお、ここでは第２及び第５の開口４３２及び４３
５の副走査対応方向最大幅ｃは１（相対値）であり、第
１及び第６の開口４３１及び４３６の副走査対応方向最
大幅ｄは３（相対値）である。

【００４９】これらの各光ビーム透過用開口は電圧印加
の有無により光ビーム透過、遮断を切り換えできる液晶
シャッタからなっている。また、このシャッタ装置４３
がレーザー走査装置３に搭載されるときは、制御装置３
８は、それに伴って副走査対応方向に隣接する２画素
（２ライン分を描画する２画素）につき感光体１に画像
データを書き込むとき、画像信号に対する光源３１の発
光量及び該シャッタ装置の各開口の開閉動作を連動させ
て次表のように制御するように変更する。

【００５０】なお、表中ライン１は２ライン分を描画す
る２画素のうち１ライン目の１画素に対応する画像信号
を表し、表中ライン２は２ライン目の１画素に対応する
画像信号を表す。 画像信号 ライン１ ライン２ 開いている開口 光源３１の （図９参照） 発光量（相対値） ｏｎ ｏｎ 第２開口４３２、第３開口４３３ ３．７ 第４開口４３４、第５開口４３５ ｏｎ ｏｆｆ 第１開口４３１、第２開口４３２ １ ｏｆｆ ｏｎ 第３開口４３５、第３開口４３６ １ ｏｆｆ ｏｆｆ なし ０ この表に示すように２ライン分を描画する２画素のうち
一方にレーザビームＬを照射すべきとき（表中ライン１
−ライン２がｏｎ−ｏｆｆ又はｏｆｆ−ｏｎのとき）は
ビームＬを照射すべき画素に応じて第１及び第２の開口
４３１及び４３２又は第５及び第６の開口４３５及び４
３６を開けるとともに他の開口を閉じ、且つ、光源３１
の光量を所定の第１光量に設定する。該２画素の両方に
ビームＬを照射すべきとき（表中ライン１−ライン２が
ｏｎ−ｏｎのとき）は第２、第３、第４及び第５の開口
４３２、４３３、４３４及び４３５を開けるとともに他
の開口を閉じ、光源３１の光量を第１光量より大きい所
定の第２光量、ここでは第１光量の３．７倍に設定す
る。

【００５１】また、該２画素の両方にレーザビームＬを
照射すべきでないとき（表中ライン１−ライン２がｏｆ
ｆ−ｏｆｆのとき）は、いずれの開口４３１〜４３６も
閉じ、光源３１を動作しない。なお、この場合、各開口
４３１〜４３６の閉じる動作及び光源３１の非動作のう
ち、いずれか一方だけを行うように制御してもよい。レ
ーザー走査装置３に図９に示すシャッタ装置４３を搭載
した場合でも、レーザービームＬの感光体１上のビーム
形状は図４から図６に示すようになる。

【００５２】図４に示すようなビーム形状の場合では、
ビームＬがシャッタ装置４３を透過するときは図９に示
す第２から第５の開口４３２〜４３５のみが開いてい
る。また、図５に示すような場合では、第１及び第２の
開口４３１、４３２のみが開いており、図６に示すよう
な場合では、第５及び第６の開口４３５、４３６のみが
開いている。

【００５３】図４に示すようなビーム形状の場合、副走
査対応方向に２画素分（２ライン分）の描画を行うため
に、図９に示す開口４３１及び４３２全体又は開口４３
５及び４３６全体の副走査対応方向の最大幅ｆを開口４
３２〜４３５全体の副走査対応方向の最大幅ｅよりも大
きくしている。従って、開口４３１及び４３２のみ又は
開口４３５及び４３６のみを開けた場合より、開口４３
２〜４３５のみを開けた場合の方が副走査対応方向の有
効Ｆナンバが大きくなり、該方向のビーム径を大きくす
ることができる。このとき２画素分（２ライン分）の描
画をしなければならないこと、及び開口４３２〜４３５
全体の最大幅ｅが開口４３１及び４３２全体又は開口４
３５及び４３６全体の最大幅ｆよりも小さいことから、
光源３１の発光量を図５及び図６に示すような１画素
（１ライン）のみｏｎの場合の３．７倍（前記表の制御
パターン参照）としている。

【００５４】こうすることで、１画素分の描画を行うと
きの感光体１上のビーム形状は図５又は図６に示すよう
に実質上１画素分（１ライン分）の大きさとすることが
でき、２画素分の描画を行うときの感光体１上のビーム
形状は図４に示すように副走査対応方向に大きくなって
２画素分（２ライン分）の大きさとすることができる。

【００５５】従って、このシャッタ装置４３によって
も、レーザービームＬのエネルギー分布を１画素分（１
ライン分）又は２画素分（２ライン分）の画像データに
相当する分布として実現できるので、シャッタ装置３３
と同様な効果を奏することができる。どの開口を開けた
ときでも感光体１上のビーム結像位置を適正化するため
に、シャッタ装置４３を備えたときのレーザー走査装置
３における光学系の全系の副走査対応方向の球面収差を
図１０に例示するように設定するとよい。図１０中瞳内
を通過する光軸の位置を瞳内高さ（縦軸）における０と
し、瞳の縁を瞳内高さの１（相対値）としている。

【００５６】この場合も、設計上図２に示すシリンダレ
ンズ３４の副走査対応方向の形状を円弧でなくすことに
よって、図１０に示すような副走査方向の球面収差を調
整できる。また、レーザー走査装置３にシャッタ装置４
３を備えたときも、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような１
ドット及び２ドットの斜め線を描画できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によると、画像データに基づいて
光ビームを記録媒体に照射して該記録媒体に画像を記録
する光記録装置であって、比較的単純な構成でありなが
ら、記録精度が高く、また、描画速度を高速にできる光
記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光記録装置の１例であるレーザー
走査装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す側面
図である。

【図２】レーザー走査装置の概略構成及び感光体の斜視
図である。

【図３】図２に示すシャッタ装置における開口の拡大図
である。

【図４】画像信号のライン１−ライン２がｏｎ−ｏｎの
ときの感光体上のビーム形状を示す図である。

【図５】画像信号のライン１−ライン２がｏｎ−ｏｆｆ
のときの感光体上のビーム形状を示す図である。

【図６】画像信号のライン１−ライン２がｏｆｆ−ｏｎ
のときの感光体上のビーム形状を示す図である。

【図７】レーザー走査装置における光学系の全系の副走
査対応方向の球面収差を示す図である。

【図８】レーザー走査装置において感光体１への描画結
果を１平面上にシミュレーションした図であり、図
（ａ）は１ドットの斜め線を描画したときの感光体上の
ビーム形状を示す図であり、図（ｂ）は２ドットの斜め
線を描画したときの感光体上のビーム形状を示す図であ
る。

【図９】シャッタ装置の変形例における開口の拡大図で
ある。

【図１０】シャッタ装置の変形例を備えたときのレーザ
ー走査装置における光学系の全系の副走査対応方向の球
面収差を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体（記録媒体の１例） ２ メインチャージャ ３ レーザー走査装置 ３１ レーザー光源 ３２ コリメータレンズ ３３ シャッタ装置 ３３１、３３２、３３３ 光ビーム透過用開口 ３４ シリンダレンズ ３５ 偏向器 ３６ 結像光学系 ３８ 制御装置 ４ 現像装置 ４１ 現像ローラ ４２ 装置ケース ４３ シャッタ装置の変形例 ４３１、４３２、４３３ 光ビーム透過用開口 ４３４、４３５、４３６ 光ビーム透過用開口 ６ 転写チャージャ ７ クリーニングブレード ８ 除電用ランプ １０ ガイド板 １１ タイミングローラ対 １２ ガイド板 １３ 定着ローラ対 Ｄ 現像剤 Ｌ レーザビーム Ｐ 転写部 ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３ 電源 Ｓ 記録紙

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データに基づいて光ビームを記録媒体
   に照射して該記録媒体に画像を記録する光記録装置であ
   り、光源と、該光源から射出される光ビームを前記記録
   媒体に集光するための少なくとも一つの光学素子と、前
   記光源と前記光学素子のうち所定の光学素子との間の光
   路中に配置され、所定方向に配列された少なくとも三つ
   のそれぞれ独立して開閉可能の光ビーム透過用開口を有
   するシャッタ装置と、隣接する二つの画素の画像データ
   に基づいて前記記録媒体に該画像データを同時に記録で
   きるように前記光源の発光量及び前記シャッタ装置の各
   開口の開閉動作を連動させて制御する制御装置とを備え
   ていることを特徴とする光記録装置。
2. 【請求項２】前記シャッタ装置における開口は第１開
   口、第２開口及び第３開口の三つ設けられており、該第
   １から第３の開口は、前記記録媒体への画像記録にあた
   り該記録媒体表面が移動せしめられる副走査方向に対応
   する副走査対応方向に第１開口、第２開口、第３開口の
   順で配置され、前記第２開口両側に位置する第１開口及
   び第３開口は副走査対応方向の最大幅が同じ大きさ、且
   つ、該第２開口の副走査対応方向最大幅より大きく設定
   されており、前記制御装置は、隣接する２画素につき前
   記記録媒体に画像データを書き込むとき、該２画素のう
   ち一方に光ビームを照射すべきときは光ビームを照射す
   べき画素に応じて前記第１又は第３の開口を開けるとと
   もに他の開口を閉じ、且つ、前記光源の光量を所定の第
   １光量に設定し、該２画素の両方に光ビームを照射すべ
   きときは前記第２開口を開けるとともに他の開口を閉
   じ、前記光源の光量を前記第１光量より大きい所定の第
   ２光量に設定する請求項１記載の光記録装置。
3. 【請求項３】前記シャッタ装置における開口は第１開口
   から第６開口の六つ設けられており、該第１、第２、第
   ５及び第６の開口は、前記記録媒体への画像記録にあた
   り該記録媒体表面が移動せしめられる副走査方向に対応
   する副走査対応方向に第１開口、第２開口、第５開口及
   び第６開口の順で配置され、前記第１及び第６の開口の
   間に位置する前記第２及び第５の開口の両側に前記第３
   及び第４の開口がそれぞれ配置されており、前記第１及
   び第６の開口は副走査対応方向の最大幅が同じ大きさで
   あり、前記第２及び第５の開口は副走査対応方向の最大
   幅が同じ大きさで、且つ、前記第１及び第６の副走査対
   応方向最大幅より小さく設定されており、前記第３及び
   第４の開口は同じ大きさで、且つ、前記他の開口より小
   さく設定されており、前記制御装置は、隣接する２画素
   につき前記記録媒体に画像データを書き込むとき、該２
   画素のうち一方に光ビームを照射すべきときは光ビーム
   を照射すべき画素に応じて前記第１及び第２の開口又は
   前記第５及び第６の開口を開けるとともに他の開口を閉
   じ、且つ、前記光源の光量を所定の第１光量に設定し、
   該２画素の両方に光ビームを照射すべきときは前記第
   ２、第３、第４及び第５の開口を開けるとともに他の開
   口を閉じ、前記光源の光量を前記第１光量より大きい所
   定の第２光量に設定する請求項１記載の光記録装置。
4. 【請求項４】前記光源がレーザー光源であり、前記光学
   素子として、該光源から射出されるレーザービームを所
   定方向へ偏向する偏向器と、該光源及び偏向器との間に
   配置された少なくとも一つの光学レンズとを含んでお
   り、前記シャッタ装置は前記光学レンズのうち所定のレ
   ンズと前記偏向器との間に配置されている請求項１、２
   又は３記載の光記録装置。
5. 【請求項５】前記光源及び前記偏向器との間に配置され
   た光学レンズは該光源から射出されるレーザービームを
   平行光にするコリメータレンズ及び前記シャッタ装置と
   該偏向器との間に配置され該シャッタ装置からのレーザ
   ービームを該偏向器に集光する集光レンズであり、該集
   光レンズはレーザービームの前記記録媒体への結像位置
   を適正にするためにレンズ形状及び（又は）屈折率が調
   整されている請求項４記載の光記録装置。