JPS6368808A - Image forming device - Google Patents
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Landscapes
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は電子写真式力、ラー複写機あるいは、レーザ
プリンタなどに適用して好適な画像形成装置、特に光偏
向子を使用した光走査装置を有する画像形成装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an image forming apparatus suitable for application to electrophotography, a color copying machine, a laser printer, etc., and particularly an optical scanning apparatus using an optical deflector. The present invention relates to an image forming apparatus having:
［発明の背景］
電子写真式カラー複写機などでは、原稿に対応した画像
信号により感光性の像形成体上に静電潜像を形成する手
段として、半導体レーザなどの光。[Background of the Invention] In electrophotographic color copying machines and the like, light from a semiconductor laser or the like is used as a means for forming an electrostatic latent image on a photosensitive image forming body using an image signal corresponding to a document.
信号を使用するものがある。Some use signals.
レーザ光走査装置によってカラー記録するような場合に
は、色分解像ごとに静電像をずらしながら形成すること
が容易にでき、鮮明なカラー画像を記録することができ
る。When color recording is performed using a laser beam scanning device, electrostatic images can be easily formed while being shifted for each color separation image, and a clear color image can be recorded.
第１９図はこの種の電子写真式カラー複写機に使用され
るレーザ光走査装置３０の一例を示す構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram showing an example of a laser beam scanning device 30 used in this type of electrophotographic color copying machine.
同図において、１１はドラム状をなす像形成体を示し、
その表面にはセレンなどの光導電性感光体表層が形成さ
れ、光学像に対応した静電像（静電潜像）が形成できる
ようになされている。In the figure, 11 indicates a drum-shaped image forming body,
A photoconductive photoreceptor surface layer made of selenium or the like is formed on its surface, so that an electrostatic image (electrostatic latent image) corresponding to an optical image can be formed.
レーザ光走査装置３０は、半導体レーザ３１を有し、レ
ーザ３１は画像情報を２値化した変調信号に基づいて光
変調される。The laser beam scanning device 30 includes a semiconductor laser 31, and the laser 31 is optically modulated based on a modulation signal obtained by binarizing image information.
レーザ３１から出射されたレーザビームはコリメータレ
ンズ３２及びシリンドリカルレンズ３３を介して回転多
面鏡（ポリゴン）からなるミラースキャナ、すなわち偏
向器３４に入射する。The laser beam emitted from the laser 31 passes through a collimator lens 32 and a cylindrical lens 33 and enters a mirror scanner, ie, a deflector 34, which is made up of a rotating polygon mirror.
この偏向器３４によってレーザビームが偏向され、これ
が結像用のｆ−θレンズ３５及びシリンドリカルレンズ
３６を通して像形成体１１の表面に照射される。The laser beam is deflected by the deflector 34, and is irradiated onto the surface of the image forming body 11 through an f-θ lens 35 and a cylindrical lens 36 for imaging.
偏向器３４によってレーザビームは像形成体１１の表面
を一定速度で所定の方向ａに走査され、これによって、
像露光がなされることになる。The laser beam is scanned by the deflector 34 over the surface of the image forming body 11 at a constant speed in a predetermined direction a.
Image exposure will be performed.
なお、３９はフォトセンサを示し、ミラー３８で反射さ
れたレーザビームを受けることにより、レーザビームの
走査開始を示すインデックス信号が得られ、このインデ
ックス信号を基準にして１ラインの画像データの書き込
みが行なわれることになる。In addition, 39 indicates a photosensor, and by receiving the laser beam reflected by the mirror 38, an index signal indicating the start of laser beam scanning is obtained, and one line of image data is written based on this index signal. It will be done.
偏向器として上述のような構成を採る回転多面鏡を使用
する場合には、モータに多面体の鏡を取り付け、これを
回転駆動することによってレーザを偏向するようにした
偏向器であるために、次のような問題点を惹起する。When using a rotating polygon mirror with the above-mentioned configuration as a deflector, since the deflector is a deflector in which a polygon mirror is attached to a motor and the laser is deflected by rotationally driving it, the following is required. This causes problems such as:
第１に、回転多面鏡自体が大きくなり、光走査装置の小
型化の隘路となっている。First, the rotating polygon mirror itself becomes large, which is a bottleneck in downsizing the optical scanning device.
第２に、モータ駆動時に発生する回転音や回転多面鏡の
風切音が大きくなり、騒音、振動を軽減できない。Second, the rotational noise generated when the motor is driven and the wind noise of the rotating polygon mirror become louder, making it impossible to reduce noise and vibration.
第３に、より小型化された回転多面鏡用の駆動モータの
軸受は、通常玉軸受であるから、長期の使用により軸受
が摩耗し、回転の安定性が悪くなり、信頼性が劣化する
。Third, since the bearings of the drive motors for smaller rotating polygon mirrors are usually ball bearings, the bearings wear out over long periods of use, resulting in poor rotational stability and reliability.
第４に、玉軸受はモータではその駆動速度は周波数に換
算すると、１ ｋＨｚ程度であるから、高速走査用とし
ての使用には耐えられない。Fourth, ball bearings cannot withstand use for high-speed scanning because the driving speed of a motor is approximately 1 kHz when converted into frequency.
空気軸受などの耐摩耗性の軸受を使用する場合には、軸
及び軸受の加工精度が非常に厳しく、塵埃などによって
軸の焼付が生じてしまうなど、実際の偏向器としては大
型で、非常に高価なものとなってしまうなどの、数々の
問題点がある。When using wear-resistant bearings such as air bearings, the machining accuracy of the shaft and bearings is extremely strict, and the shaft may seize due to dust. There are a number of problems, including the fact that it is expensive.
ざらに、回転多面鏡は、反射面での光散乱が原因で雑光
を光学系内に生じることかある。反射面の面精度コーテ
ング材などによっても、光散乱の程度は変わるが、多か
れ少なかれ、雑光を生し、この雑光が像形成体１１に照
射されるから、最終画像に悪影響を及ぼすことになる。In general, rotating polygon mirrors can generate stray light in the optical system due to light scattering on the reflecting surface. The degree of light scattering varies depending on the surface precision coating material of the reflective surface, etc., but to a greater or lesser extent, it produces more or less scattered light, and since this scattered light is irradiated onto the image forming body 11, it has a negative effect on the final image. Become.
特に、カブリとなったり、細線の再現性を低下させる原
因となる。高画質で高解像度、例えば１２〜２４ｄｏｔ
ｓ／＋＋＋ｍ程度の解像度が必要なレーザ記録装置など
にとっては大きな問題である。In particular, it causes fogging and reduces the reproducibility of fine lines. High quality and high resolution, e.g. 12-24 dots
This is a big problem for laser recording devices that require a resolution on the order of s/+++m.
このような問題は、偏向器３４として機械式の振動鏡、
例えば検流計などで使用されているガルバノミラ−を使
用することによって解決することができる。Such a problem can be solved by using a mechanical vibrating mirror as the deflector 34,
For example, this problem can be solved by using a galvanometer mirror used in galvanometers and the like.
第２０図はこのようなガルバノミラ−５０の一例を示す
。FIG. 20 shows an example of such a galvano mirror 50.
ガルバノミラ−５０は、周知のように、反射ミラー５１
、駆動コイル５２及びこれらを機械的に連結するための
リガメント（回転支持棒）５３とで構成される。駆動コ
イル５２は所定の大きさの直流磁界中に配置きれる。As is well known, the galvanomirror 50 includes a reflecting mirror 51.
, a drive coil 52, and a ligament (rotation support rod) 53 for mechanically connecting these. The drive coil 52 can be placed in a DC magnetic field of a predetermined magnitude.
駆動コイル５２に所定周波数の駆動電流を供給すれば、
この駆動コイル５２に所定の電磁力が作用するので、こ
れによって反射ミラー５１が振動する。If a drive current of a predetermined frequency is supplied to the drive coil 52,
Since a predetermined electromagnetic force acts on this drive coil 52, the reflection mirror 51 vibrates.
従って、反射ミラー５１に上述した画像信号によって変
調された光信号を照射すれば、この光信号が偏向されて
像形成体１１上に到達するから、上述と同様な光走査が
なされることになる。Therefore, when the reflecting mirror 51 is irradiated with an optical signal modulated by the image signal described above, this optical signal is deflected and reaches the image forming body 11, so that the same optical scanning as described above is performed. .
なお、機械式の振動鏡を用いてレーザビームを等速補正
しながら走査する例としては、特開昭５４−６０９４４
号に開示されたガルバノ・ミラー・スキャナ装置がある
。ただし、この公知例はレンズ系に係わるもので、後述
するように機械式振動子の欠点を未解決のまま使用した
装置である。An example of scanning a laser beam while correcting its velocity using a mechanical vibrating mirror is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-60944.
There is a galvano-mirror scanner device disclosed in No. However, this known example relates to a lens system, and is a device that uses a mechanical vibrator without solving its drawbacks, as will be described later.
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、第２０図に示すような機械式振動ミラーを偏
向器として使用する場合には、反射ミラー５１と駆動コ
イル５２とを別々に製造した上で、リガメント５３に取
り付けるものであるから、各部品が大きくなるなどの他
に、次のような欠点がある。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when using a mechanical vibrating mirror as shown in FIG. 53, each part becomes larger, and there are other drawbacks as follows.
第１に、リガメントが金属であるためミラーを大きく振
ることが出来ず広角に振らすことが困難である。First, since the ligament is made of metal, it is difficult to swing the mirror over a wide angle.
第２に、リガメントも金属製であるため長期の使用にお
いては金属疲労が発生し、安定した振動が得られなくな
る。Second, since the ligament is also made of metal, metal fatigue occurs during long-term use, making it impossible to obtain stable vibrations.
また、さらに、リガメント、ミラー、これを支えるフレ
ームの材質が異なる場合、周囲温度変化や環境条件の大
きな変化によって生ずる材質の（線）膨張係数の違いか
ら、安定したミラー支持及び振動が困難になることがあ
る。レーザビームプリンタやファクシミリのように高速
走査が要求される場合は、ミラー支持及びミラー振動の
不安定きは最終画質に影響を与える。Furthermore, if the ligament, mirror, and supporting frame are made of different materials, stable mirror support and vibration will be difficult due to differences in the (linear) expansion coefficients of the materials caused by changes in ambient temperature or large changes in environmental conditions. Sometimes. When high-speed scanning is required, such as in a laser beam printer or facsimile, instability of mirror support and mirror vibration affects the final image quality.
ビーム走査中にミラーがブしたりすると、像形成体１１
に当たるビームスポットの場所が不規則になるからであ
る。そのため、直線が部分的に曲がったり、等間隔な線
が不規則になったりすることがある。If the mirror blurs during beam scanning, the image forming body 11
This is because the location of the beam spot that hits will be irregular. As a result, straight lines may become partially bent, or evenly spaced lines may become irregular.
このような欠点を解決するものとして、光偏向子を光信
号の偏向器として使用することが考えられる。One possible solution to these drawbacks is to use an optical deflector as a deflector for optical signals.
光偏向子とは、機械式振動鏡であるガルバノミラ−と同
様な機能を有し、後述するように反射ミラー、これを駆
動する駆動コイルなどが同一の基板上に一体形成された
ものである。基板としては水晶板などが使用される。The optical deflector has the same function as a galvanometer mirror, which is a mechanical vibrating mirror, and as described later, a reflecting mirror, a driving coil for driving the reflecting mirror, and the like are integrally formed on the same substrate. A crystal plate or the like is used as the substrate.
ここで、このように反射ミラーと駆動コイルとを一体成
形した振動子を使用して光信号を偏向する場合、光走査
装置が高速走査用として開発されたものでは、空気抵抗
をできるだけ少なくしたり、慣性モーメントを小さくす
る関係上、駆動コイルとしてはできるだけその形状が小
さくなるように設計しなければならない。つまり、面積
の小ざな駆動コイルが使用きれる。When deflecting optical signals using a vibrator that is integrally formed with a reflecting mirror and a drive coil, if the optical scanning device was developed for high-speed scanning, it is necessary to minimize air resistance. In order to reduce the moment of inertia, the drive coil must be designed to be as small as possible. In other words, a drive coil with a small area can be used completely.
また、駆動コイルに流す電流が大きいと、それに伴って
発熱量も増えるので、駆動コイルには可能な限りその電
流値を抑えた駆動電流を供給する必要がある。Furthermore, if the current flowing through the drive coil is large, the amount of heat generated increases accordingly, so it is necessary to supply the drive coil with a drive current whose current value is suppressed as much as possible.
一方、反射ミラーの振れ角は、駆動コイルの回転モーメ
ントＦの大ききによって決まる。回転モーメントＦは次
式で表きれる。On the other hand, the deflection angle of the reflecting mirror is determined by the magnitude of the rotational moment F of the drive coil. The rotational moment F can be expressed by the following formula.
ＦｏｃＩ−Ｂ−８
ここに、
■・・・駆動コイルへの電流
Ｂ・・・磁束密度
Ｓ・・・駆動コイルの面積
上述の制約を加味しながら所定の回転モーメントを得る
には、結局のところ駆動コイルの置かれる直流磁界を強
くしなければならない。FocI-B-8 Here, ■...Current to the drive coil B...Magnetic flux density S...Area of the drive coil In order to obtain the specified rotational moment while taking into account the above constraints, in the end, The DC magnetic field in which the drive coil is placed must be strengthened.
通常、直流磁界は永久磁石を使用して形成される。強力
な永久磁石としては希土類を使用すればよいが、希土類
の永久磁石は周知のように高価である。Typically, the DC magnetic field is created using permanent magnets. Rare earth magnets may be used as strong permanent magnets, but as is well known, rare earth permanent magnets are expensive.
また、このような永久磁石を磁界発生手段として使用し
た場合、この永久磁石は温度依存性や経年変化があり、
これによってその磁束密度が変化する欠点がある。磁束
密度が変化すると、上述の回転モーメントＦが変化して
反射ミラーの振れ角が変動してしまう。In addition, when such a permanent magnet is used as a magnetic field generating means, this permanent magnet has temperature dependence and changes over time.
This has the disadvantage that the magnetic flux density changes. When the magnetic flux density changes, the above-mentioned rotational moment F changes and the deflection angle of the reflecting mirror changes.
そこで、この発明では、このような画像形成装置のもつ
欠点をことごく一掃したものであって、小型、高信頼性
、高画質かつ安価で温度依存性のない光走査装置を有し
た画像形成装置を提案するものである。Therefore, the present invention has completely eliminated the drawbacks of such an image forming apparatus, and provides an image forming apparatus that is small, highly reliable, has high image quality, is inexpensive, and has an optical scanning device that is not temperature dependent. This is what we propose.
［問題点を解決するための技術的な手段］上述の問題を
解決するため、この発明においては、画像信号により変
調された光信号で記録体を偏向走査することにより、上
記画像信号をこの記録体上に書き込むようにした画像形
成装置において、
光信号を偏向走査する光偏向子として、反射ミラーと駆
動コイルとが一体形成されたものが使用されると共に、
駆動コイルが所定の直流磁界内に配置きれ、この直流磁
界の発生手段として電磁石が利用きれてなることを特徴
とするものである。[Technical means for solving the problem] In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, the image signal is converted into a recording medium by deflecting and scanning the recording medium with an optical signal modulated by the image signal. In an image forming apparatus designed to write on a body, an optical deflector in which a reflecting mirror and a driving coil are integrally formed is used as an optical deflector that deflects and scans an optical signal.
It is characterized in that the drive coil can be placed within a predetermined DC magnetic field, and an electromagnet can be used as a means for generating the DC magnetic field.
光偏向子としては水晶板などを使用することができる。A crystal plate or the like can be used as the optical deflector.
光偏向子としては、特公昭６０−５７０５２号、特公昭
６０−５７０５３号あるいは、第２０回５ＩＣＥ学術講
演会昭和５６年７月予稿集ｒ水晶光偏向子Ｊ （６５
７〜６５８頁）などに開示されたものを用いることがで
きる。As an optical deflector, please use the following patents: Special Publication No. 60-57052, Special Publication No. 60-57053, or Crystal Optical Deflector J (65
7 to 658) can be used.
なお、このような公知の文献に記載された光偏向子は本
質的には、電磁オシログラフ用などに開発されたもので
あり、一般に、振れ角が小きく、また振動数も小ざいも
のである。The optical deflectors described in such known documents were essentially developed for electromagnetic oscillography, and generally have small deflection angles and low frequencies. be.
従って、このような偏向器を小型、高速のレーザプリン
タなどの画像形成装置に応用することは、困難と思オつ
れていた。Therefore, it has been considered difficult to apply such a deflector to small, high-speed image forming apparatuses such as laser printers.
本発明者等は種々検討の結果、この光偏向子を特定条件
で用い、適正な制御をすることによって、従来からの予
想に反し、高速走査か可能であるにも拘らず、高安定性
、高耐久性、かつ高画質が得られることが確認された。As a result of various studies, the present inventors have found that by using this optical deflector under specific conditions and controlling it appropriately, it is possible to achieve high stability, contrary to conventional expectations, even though high-speed scanning is possible. It was confirmed that high durability and high image quality could be obtained.
［作 用］
駆動コイルに所定周波数の交流信号を供給すれば、この
駆動コイルの形成された光偏向子に所定の電磁力か作用
して、反射ミラーは所定角度をもって所定の周波数で振
動される。[Operation] When an AC signal of a predetermined frequency is supplied to the drive coil, a predetermined electromagnetic force acts on the optical deflector formed in the drive coil, and the reflecting mirror is vibrated at a predetermined frequency at a predetermined angle. .
駆動コイルの振れ角はこれに作用する回転モーメントに
よって決まるから、電磁石に供給する駆動電流の大きさ
によってその振れ角を任意に調整できる。駆動電流の大
きざを正確に管理できれば、駆動コイルの振れ角も正確
に制御することができ、常に一定の振れ角を実現できる
。Since the deflection angle of the drive coil is determined by the rotational moment acting on it, the deflection angle can be adjusted arbitrarily by changing the magnitude of the drive current supplied to the electromagnet. If the magnitude of the drive current can be controlled accurately, the deflection angle of the drive coil can also be accurately controlled, and a constant deflection angle can always be achieved.
［実施例］
続いて、この発明に係る画像形成装置を、光信号として
レーザを使用した簡易型のカラー画像記録装置に適用し
た場合につき、第１図以下を参照して詳細に説明する。[Example] Next, a case in which the image forming apparatus according to the present invention is applied to a simple color image recording apparatus using a laser as an optical signal will be described in detail with reference to FIG. 1 and subsequent figures.
第１図は、この発明を適用したレーザ記録装置及びその
制御系の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser recording device and its control system to which the present invention is applied.
カラー原稿は赤及びシアンの２色に色分解され、ＣＣＤ
などの光電変換素子に入射されてカラー原稿が光電変換
されると共に、これが所定ビット数のデジタル信号に変
換されたのち色分離される。Color originals are separated into two colors, red and cyan, and CCD
A color original is inputted to a photoelectric conversion element such as , and photoelectrically converted, and this is converted into a digital signal of a predetermined number of bits, and then color-separated.
この例では赤、青及び黒の３色の色信号に色分離される
。In this example, the signal is separated into three color signals: red, blue, and black.
色分離きれた各色信号は半導体レーザビームを用いた、
書き込み部Ｂを介して像形成体１１上に書き込まれて静
電像が形成される。その後、この色信号に対応する現像
器により現像されて色トナー像か形成されることになる
。Separated color signals are generated using a semiconductor laser beam.
An electrostatic image is formed by being written on the image forming body 11 via the writing section B. Thereafter, the toner image is developed by a developing device corresponding to this color signal to form a color toner image.
このような現像プロセス力（各色信号ごとに繰り返きれ
ることにより、像形成体１１上に単色トナー像もしくは
各色トナー像が重ね合された多色トナー像が形成される
。このような多色もしくは単色トナー像は、記録紙上に
転写、定着される。By repeating this development process force for each color signal, a monochrome toner image or a multicolor toner image in which toner images of each color are superimposed is formed on the image forming body 11. The monochrome toner image is transferred and fixed onto the recording paper.
ざて、操作パネル５６のコピーボタンを操作することに
より、そのデータが操作部回路６４を介して本体制御用
として使用されるＣＰＵ １に取り込まれ、その結果と
して得られる原稿の走査開始信号がＣＰＵＩとシリアル
通信で連結された光学駆動用のＣＰＵ２に送出され、こ
のＣＰＵ２と電気的に連結されている原稿読み取り部Ａ
が駆動される。Then, by operating the copy button on the operation panel 56, the data is taken into the CPU 1 used for controlling the main body via the operation section circuit 64, and the resulting document scanning start signal is sent to the CPU 1. The document reading unit A is sent to the optical drive CPU 2 which is connected via serial communication to the original reading unit A which is electrically connected to the CPU 2.
is driven.
まず、原稿台８１の原稿８２が光学系により光走査され
る。First, the original 82 on the original table 81 is optically scanned by the optical system.
この光学系は、蛍光灯８５．８６及び反射ミラー８７が
設けられたキャリッジ８４、■ミラー８９及び８９′が
設けられた可動ミラーユニット８８で構成される。This optical system is composed of a carriage 84 provided with fluorescent lamps 85, 86 and a reflecting mirror 87, and a movable mirror unit 88 provided with mirrors 89 and 89'.
キャリッジ８４及び可動ミラーユニット８８はステッピ
ングモーター９０により、スライドレール８３上をそれ
ぞれ所定の速度及び方向に走行せしめられる。The carriage 84 and the movable mirror unit 88 are caused to travel on the slide rail 83 at predetermined speeds and directions, respectively, by a stepping motor 90.
蛍光灯８５．８６により原稿８２を照射して得られた光
学情報（画像情報）が反射ミラー８７、■ミラー８９．
８９’ を介して、光学情報変換ユニット１００に導か
れる。Optical information (image information) obtained by irradiating the document 82 with fluorescent lamps 85 and 86 is reflected on the reflecting mirror 87 and the mirror 89 .
89' to an optical information conversion unit 100.
なお、カラー原稿の光走査に際しては、光学に基づく特
定の色の強調や減衰を防ぐため、蛍光灯８５及び８６と
しては、市販の温白色系の蛍光灯が使用され、また、ち
らつき防止のためこれら蛍光灯８５及び８６は、約４０
ｋＨｚの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁の定
温保持あるいは、ウオームアツプ促進のため、正特性サ
ーミスターを使用したヒーターで保温されている。When scanning color originals, commercially available warm white fluorescent lamps are used as the fluorescent lamps 85 and 86 to prevent optical enhancement or attenuation of specific colors, and to prevent flickering. These fluorescent lamps 85 and 86 are approximately 40
It is lit and driven by a kHz high frequency power source. In addition, in order to maintain a constant temperature of the tube wall or promote warm-up, the tube wall is kept warm by a heater using a positive temperature coefficient thermistor.
プラテンガラス８１の両端部裏面側には標準白色板９７
．９８が設けられている。これは、標準白色板９７．９
８を光走査することにより画像信号を白色信号に正規化
するためである。Standard white plates 97 are provided on the back side of both ends of the platen glass 81.
．． 98 are provided. This is a standard white board 97.9
This is because the image signal is normalized to a white signal by optically scanning 8.
光学情報変換ユニット１００はレンズ１０１、プリズム
１０２、ダイクロイックミラー１０３及び赤の色分解像
が投光されるＣＣＤ１０４と、シアン色の色分解像が投
光されるＣＣＤ１０５とで構成される。The optical information conversion unit 100 includes a lens 101, a prism 102, a dichroic mirror 103, a CCD 104 on which a red color-separated image is projected, and a CCD 105 on which a cyan color-separated image is projected.
光学系より得られる光信号はレンズ１０１により集束さ
れ、プリズム１０２内に設けられたダイクロイックミラ
ー１０３により赤色光学情報と、シアン色光学情報に色
分解される。An optical signal obtained from the optical system is focused by a lens 101, and separated into red optical information and cyan optical information by a dichroic mirror 103 provided within a prism 102.
それぞれの色分解像は各ＣＣＤ１０４．１０５の受光面
で結像されることにより、電気信号に変換された画像信
号が得られる。画像信号は信号処理手段で信号処理され
た後、各色信号が書き込み部Ｂへと出力される。Each color separation image is formed on the light receiving surface of each CCD 104, 105, thereby obtaining an image signal converted into an electrical signal. After the image signal is processed by the signal processing means, each color signal is output to the writing section B.
信号処理手段は図示しないが、Ａ／Ｄ変換手段の他、演
算処理手段、色分離手段、２値化手段等の信号処理回路
を含む。Although not shown, the signal processing means includes signal processing circuits such as an A/D conversion means, an arithmetic processing means, a color separation means, and a binarization means.
書き込み部Ｂは後述するように、水晶等を使用した光偏
向子からなる偏向器３００を有し、色信号により変調さ
れたレーザビームはこの偏向器３００によって偏向走査
される。As will be described later, the writing section B has a deflector 300 made of an optical deflector using crystal or the like, and the laser beam modulated by the color signal is deflected and scanned by the deflector 300.
偏向走査が開始されると、レーザビームインデックスセ
ンサー（図示せず）によりビーム走査が検出されて、第
１の色信号（例えば青信号）によるビーム変調が開始さ
れる。変調きれたビームは高圧電源６９から所定の高圧
電圧が送給された帯電器１２・１によって、一様な帯電
が付与された像形成体１１上を走査するようになされる
。When deflection scanning is started, the beam scanning is detected by a laser beam index sensor (not shown), and beam modulation using a first color signal (for example, a blue signal) is started. The modulated beam is scanned over the image forming body 11 which is uniformly charged by the charger 12.1 to which a predetermined high voltage is supplied from the high voltage power source 69.
ここで、レーザビームによる主走査と、像形成体１１の
回転による副走査とにより、像形成体１１上には第１の
色信号に対応する静電像が形成されることになる。Here, an electrostatic image corresponding to the first color signal is formed on the image forming body 11 by the main scanning by the laser beam and the sub scanning by the rotation of the image forming body 11.
この静電像は、青トナーを収容する現像器１２３によっ
て現像きれる。現像器１２３には高圧電源７０からの所
定のバイアス電圧が印加されている。現像により青トナ
ー像が形成される。This electrostatic image is developed by a developing device 123 containing blue toner. A predetermined bias voltage from the high voltage power supply 70 is applied to the developing device 123 . A blue toner image is formed by development.
なお、現像器１２３のトナー補給はＣＰＵＩからの指令
信号に基づいて、トナー補給手段６６が制御Ｉされるこ
とにより、必要時トナーが補給きれることになる。Note that toner replenishment of the developing device 123 is performed by controlling the toner replenishing means 66 based on a command signal from the CPUI, so that toner can be replenished when necessary.
青トナー像はクリーニングブレード１２７の圧着が解除
された状態で回転され、第１の色信号の場合と同様にし
て第２の色信号（例えば赤信号）に基づき静電像が形成
きれ、赤トナーを収容する現像器１２４を使用すること
によって、これが現像されて赤トナー像が形成される。The blue toner image is rotated with the cleaning blade 127 released, and an electrostatic image is completely formed based on the second color signal (for example, the red signal) in the same manner as in the case of the first color signal, and the red toner image is completely formed. This is developed to form a red toner image using a developer 124 containing the toner.
現像器１２４には高圧電源７０から所定のバイアス電圧
が印加されるは言うまでもない。Needless to say, a predetermined bias voltage is applied to the developing unit 124 from the high voltage power supply 70.
同様にして、第３の色信号（黒信号）に基づき静電像が
形成され、黒トナーが充填された現像器１２５により、
前回と同様にして現像される。その結果、像形成体１１
上には多色トナー像が書き込まれたことになる。Similarly, an electrostatic image is formed based on the third color signal (black signal), and the developing device 125 filled with black toner generates an electrostatic image.
It is developed in the same way as before. As a result, the image forming body 11
A multicolor toner image is written on the top.
なお、ここでは３色の多色トナー像の形成について説明
したが、２色又は単色トナー像を形成することもできる
のは言うまでもない。Although the formation of a three-color multicolor toner image has been described here, it goes without saying that a two-color or single-color toner image can also be formed.
現像処理としては、上述したように、高圧電源７０から
の交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において
、像形成体１１に向けて各トナーを飛翔させて現像する
ようにした、いわゆる非接触現像の例を示した。As described above, the development process is a so-called non-contact development process in which each toner is caused to fly toward the image forming body 11 while AC and DC bias voltages from the high-voltage power supply 70 are applied. An example was shown.
現像器１２４．１２５へのトナー補給は、上述と同様に
ＣＰＵＩからの指令信号に基づき、トナー補給手段６７
．６８が駆動きれるもので、これによって各現像器１２
４，１２５に所定量のトナー量が補給される。Toner replenishment to the developing devices 124 and 125 is performed by the toner replenishing means 67 based on a command signal from the CPU as described above.
．． 68 can be driven completely, thereby each developing device 12
4,125, a predetermined amount of toner is replenished.
一方、給紙装置１４１から送り出しロール１４２及びタ
イミングロール１４３を介して送給された記録紙Ｐは、
像形成体１１の回転とタイミングを合わせられた状態で
、像形成体１１の表面上に搬送される。そして、高圧電
源７１から高圧電圧が印加された転写極１３０により、
多色トナー像が記録紙Ｐ上に転写され、かつ分離極１３
１により分離きれる。On the other hand, the recording paper P fed from the paper feeding device 141 via the feed roll 142 and the timing roll 143 is
The image forming member 11 is conveyed onto the surface of the image forming member 11 while being timed with the rotation of the image forming member 11 . Then, by the transfer pole 130 to which a high voltage is applied from the high voltage power supply 71,
The multicolor toner image is transferred onto the recording paper P, and the separation pole 13
It can be separated by 1.
分離された記録紙Ｐは定着装置１３２（これは定着ヒー
タ温度制御回路６３により所定の温度に常時制御されて
いる）へと搬送されることにより定着処理がなされてカ
ラー画像が得られる。The separated recording paper P is conveyed to a fixing device 132 (which is constantly controlled at a predetermined temperature by a fixing heater temperature control circuit 63), where it undergoes a fixing process and a color image is obtained.
転写終了した像形成体１１はクリーニング装置１２６に
より清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。The image forming body 11 after the transfer is cleaned by a cleaning device 126 and is prepared for the next image forming process.
クリーニング装置１２６においては、ブレード１２７に
より清掃されたトナーの回収をしやすくするため、金属
ロール１２８に高圧電源７２から所定の直流電圧が印加
される。この金属ロール１２８か像形成体１１の表面に
非接触状態で配置される。In the cleaning device 126, a predetermined DC voltage is applied to the metal roll 128 from the high voltage power supply 72 in order to facilitate collection of the toner cleaned by the blade 127. This metal roll 128 is placed on the surface of the image forming body 11 in a non-contact state.
ブレード］２７はクリーニング終了後、圧着を解除され
るが、解除時、取り残される不要トナーを除去するため
、さらに補助クリーニングローラ１２９が設けられ、こ
のローラ１２９を像形成体１１と反対方向に回転、圧着
することにより、不要トナーが十分に清掃、除去される
。The blade] 27 is released from the pressure bonding after cleaning is completed, but in order to remove unnecessary toner that is left behind when the pressure is released, an auxiliary cleaning roller 129 is further provided, and this roller 129 is rotated in the opposite direction to the image forming body 11. By pressing, unnecessary toner is sufficiently cleaned and removed.
なお、第１図において、蛍光灯８５．８６を駆動するた
めの点灯制御回路６１はＣＰＵ２からの指令信号で制御
される。同様に、ステッピングモータ９０もＣＰＵ２の
指令信号でその駆動回路６２が制御されることになる。In FIG. 1, a lighting control circuit 61 for driving fluorescent lamps 85 and 86 is controlled by a command signal from the CPU 2. Similarly, the driving circuit 62 of the stepping motor 90 is controlled by a command signal from the CPU 2.
給紙装置１４１にはセンサ６５ａが設けられ、その検出
出力は紙サイズ検知回路６５に供給されて、その検出出
力がＣＰＵＩに供給きれる。The paper feeding device 141 is provided with a sensor 65a, the detection output of which is supplied to a paper size detection circuit 65, and the detection output can be supplied to the CPUI.
以上がこの発明を適用したレーザ記録装置の要部の概略
構成であるが、次に各部の構成などを第２図以下を参照
して詳細に説明しよう。The above is the general structure of the main parts of the laser recording apparatus to which the present invention is applied. Next, the structure of each part will be explained in detail with reference to FIG. 2 and subsequent figures.
第２図は上述したレーザ記録装置に使用される光学走査
装置の、より具体的な関係を示すものである。FIG. 2 shows a more specific relationship of the optical scanning device used in the above-mentioned laser recording device.
半導体レーザ３１から出射されたレーザビームはコリメ
ータレンズ３２でビーム形状が補正されたのち、シリン
ドリカルレンズ３３、反射ミラー４１を通過して偏向器
３００に入射せしめられる。After the beam shape of the laser beam emitted from the semiconductor laser 31 is corrected by the collimator lens 32, the laser beam passes through the cylindrical lens 33 and the reflection mirror 41 and is made to enter the deflector 300.
偏向器３００でレーザビームが所定方向に所定の速度で
もって偏向される。A laser beam is deflected by a deflector 300 in a predetermined direction at a predetermined speed.
偏向器３００としては、後述するように反射ミラー３１
２と駆動コイル３１１とが一体形成された光偏向子を使
用される。As the deflector 300, a reflecting mirror 31 is used as described later.
2 and a drive coil 311 are integrally formed.
偏向されたレーザビームは走査用レンズ４２及びシリン
ドリカルレンズ３６を通過することにより像形成体１１
上に結像されて静電像が形成される。The deflected laser beam passes through the scanning lens 42 and the cylindrical lens 36 and is directed to the image forming body 11.
An electrostatic image is formed by focusing on the object.
シリンドリカルレンズ３３．３６は偏向器３００に設け
られた反射ミラー（後述する）に、上下方向のあおりが
ある場合、そのあおりを補正するために使用されるもの
である。The cylindrical lenses 33 and 36 are used to correct vertical tilting of a reflecting mirror (described later) provided in the deflector 300.
ここで、一方のシリンドリカルレンズ３６は、プラスチ
ック製のレンズを使用することができる。Here, one cylindrical lens 36 can be a plastic lens.
このようなプラスチックレンズを使用する場合には、レ
ンズの面形状を最適形状に合せることか比較的簡単にで
きるため、光学系全体の性能を向上できるなどの利点が
ある。When such a plastic lens is used, it is relatively easy to match the surface shape of the lens to an optimal shape, so there is an advantage that the performance of the entire optical system can be improved.
しかし、反射ミラーのあおりが非常に小ざい場合は、上
述したシリンドリカルレンズ３３．３６は省略すること
もできる。However, if the tilt of the reflecting mirror is very small, the above-mentioned cylindrical lenses 33 and 36 can be omitted.
走査用レンズ４２はレーザビームを像形成体１１の表面
に正しく結像させるためと、レーザビームか像形成体１
１上を等速走査できるようにするために使用される。The scanning lens 42 is used to properly focus the laser beam on the surface of the image forming body 11 and to focus the laser beam on the surface of the image forming body 11.
1 is used to enable constant speed scanning.
ここで、光偏向子３１０がもつ固有振動数で振動させた
場合、反射ミラーの偏向角θは、θ＝Ａ１ｓｉｎωｔ
ここに、
Ａ：反射ミラーの最大偏向角
ω：角速度
ｔ：時 間
で表きれているような、正弦波動作となる。Here, when vibrating at the natural frequency of the optical deflector 310, the deflection angle θ of the reflecting mirror is θ=A1sinωt where, A: Maximum deflection angle ω of the reflecting mirror: Angular velocity t: Expressed in time. This results in sine wave operation, as if the
このため、レーザビームのスポット位置を０の関数Ｘ（
θ）としたとき、走査レンズ４２として、Ｘ（θ）＝Ａ
−ｆ−ａｒｃ−８ｉｎ（θ／Ａ）ただし、ｆは走査レン
ズ４２の焦点距離となる特性を持たせることにより、像
形成体１１上におけるレーザビームのスポットの位置を
時間ｔの関数Ｘ （ｔ）として表わした場合、上式より
Ｘ （ｔ）＝Ａ−ｆ・ωｔ
となる。For this reason, the spot position of the laser beam is set as a function of 0 (
θ), as the scanning lens 42, X(θ)=A
-f-arc-8in (θ/A) However, by giving a characteristic that f is the focal length of the scanning lens 42, the position of the laser beam spot on the image forming body 11 can be changed as a function of time t ), then from the above equation, X (t)=A−f·ωt.
従って、上述したようにこの走査レンズ４２を使用すれ
ば、レーザビームを等速運動に変換することができる。Therefore, by using the scanning lens 42 as described above, the laser beam can be converted into uniform motion.
等速運動によって静電像を形成する場合には歪のない画
質を得ることができる。When an electrostatic image is formed by uniform motion, image quality without distortion can be obtained.
第３図は光偏向子３１０の一例を示す。FIG. 3 shows an example of the optical deflector 310.
光偏向子３１０は振動子３０５とこの振動子３０５を機
械的に連結するためのフレーム３１５とで構成される。The optical deflector 310 includes a vibrator 305 and a frame 315 for mechanically connecting the vibrator 305.
振動子３０５は図示するように、反射ミラー３１２、駆
動コイル３１１及びリガメント３１３が一体形成されて
構成きれ、この振動子３０５に対してほぼ逆コ字状のフ
レーム３１５が設けられる。このフレーム３１５も振動
子３０５と一体成形きれている。従って、偏向子３１０
は同一の基板をエツチング加工することによって一体形
成されたものが使用される。As shown in the figure, the vibrator 305 is constructed by integrally forming a reflecting mirror 312, a drive coil 311, and a ligament 313, and a frame 315 having a substantially inverted U-shape is provided to the vibrator 305. This frame 315 is also integrally molded with the vibrator 305. Therefore, the deflector 310
are integrally formed by etching the same substrate.
反射ミラー３１２の形状に対して駆動コイル３１１の形
状は縦長形状に選定される。それは、縦長形状とするこ
とによって、磁界中を横切るコイル片の長さが所定の長
さとなるようにするためである。これによって、所期の
回転モーメントを得ることができる。The shape of the drive coil 311 is selected to be vertically elongated with respect to the shape of the reflecting mirror 312. This is because by forming the coil into a vertically elongated shape, the length of the coil piece that traverses the magnetic field becomes a predetermined length. This makes it possible to obtain the desired rotational moment.
光偏向子３１０は、第４図に示すような形状のものを使
用してもよい。図はリガメント３１３として弾性力をざ
らに増強させた構成となされており、リガメント片３１
３ａに対して、その左右にジグザグ状のバネ片３１３ｂ
が一体形成きれて構成される。The optical deflector 310 may have a shape as shown in FIG. 4. The figure shows a structure in which the elastic force is roughly increased as a ligament 313, and the ligament piece 31
Zigzag-shaped spring pieces 313b on the left and right sides of 3a
are formed integrally.
光偏向子３１０としては、エツチング加工がし易く、弾
性係数の大きな水晶、ガラス、石英等を使用することが
できる。As the optical deflector 310, crystal, glass, quartz, etc., which are easily etched and have a large elastic modulus, can be used.
実施例では、水晶を使用した場合である。In this example, a crystal is used.
さて、第５図は上述した光偏向子３１０を使用した偏向
器３００の一例を示す。Now, FIG. 5 shows an example of a deflector 300 using the above-mentioned optical deflector 310.
同図において、偏向子取り付は部３２０はほぼ口字状を
なし、上下に設けられたフランジ３２１゜３２２のうち
、上部フランジ３２２には図示のような段差３２２Ａが
形成きれ、この段差３２２Ａと下部フランジ３２１との
間に差し渡って光偏向子３１０が取り付は固定きれる。In the same figure, the deflector mounting portion 320 has a substantially mouth-shaped shape, and of the flanges 321 and 322 provided above and below, the upper flange 322 has a step 322A as shown in the figure. The optical deflector 310 can be fixedly attached across the space between the lower flange 321 and the lower flange 321.
そのため、逆コ字状をなす一対の挟持片３２３゜３２４
が設けられ、これら挟持片３２３，３２４の間に偏向子
３１０に設けられたフレーム３１５が挟持される。偏向
子３１０を挟持した一対の挟持片３２３，３２４は上部
フランジ３２２の段差３２２Ａによってその高さ方向及
び横方向の位置決めがなされた状態で取り付は部３２０
に取り付は固定される。３２５，３２６はそのために使
用されるＬ字状の抑え片である。Therefore, a pair of clamping pieces 323° 324 forming an inverted U-shape
are provided, and a frame 315 provided on the deflector 310 is held between these holding pieces 323 and 324. The pair of clamping pieces 323 and 324 that clamp the deflector 310 are mounted on the portion 320 with their height and lateral positions determined by the step 322A of the upper flange 322.
The installation is fixed. Reference numerals 325 and 326 are L-shaped restraining pieces used for this purpose.
なお、図に示す光偏向子３１０に設けられるリガメント
３１３は、第３図のリガメントのざらに変形例を示すも
ので、反射ミラー３１２の左右両端近傍を１本のリガメ
ント３１３で連結するような形状に形成されたものが使
用されている。Note that the ligament 313 provided in the optical deflector 310 shown in the figure is a slightly modified example of the ligament shown in FIG. The one formed in is used.
光偏向子３１０が固定された取り付は部３２０は所定の
直流磁界中に配置される。The mounting portion 320 to which the optical deflector 310 is fixed is placed in a predetermined DC magnetic field.
そのため、磁界発生手段３２７として、この発明では電
磁石が使用される。従って、磁界発生手段３２７を以下
電磁石として説明する。Therefore, as the magnetic field generating means 327, an electromagnet is used in this invention. Therefore, the magnetic field generating means 327 will be described below as an electromagnet.
電磁石３２７はほぼＵ字状をなすコア（鉄心）３２８と
これに巻回きれたコイル３２９とで構成され、コア３２
８は第６図Ａに示すような薄形コア片３２８Ａが使用き
れ、これが所定の枚数積層されて構成される。The electromagnet 327 is composed of a core (iron core) 328 that is approximately U-shaped and a coil 329 that is fully wound around the core.
8 is constructed by using thin core pieces 328A as shown in FIG. 6A and stacking them in a predetermined number.
この薄形コア３２８は同図Ｂに示すように、一対のＬ字
状の薄形コア片３２８Ｂ、３２８Ｃの各一端を衝合させ
たものを積層して使用してもよい。This thin core 328 may be used by laminating a pair of L-shaped thin core pieces 328B and 328C with their ends facing each other, as shown in FIG.
このように構成された電磁石３２７の各磁極３２７Ａ、
３２７Ｂ間に、上述した取り付は部３２０が配置きれる
。これによって偏向子３１０、とりわけ駆動コイル３１
］がこの電磁石３２７によって形成された磁界内に配置
されたことになる。Each magnetic pole 327A of the electromagnet 327 configured in this way,
327B, the above-mentioned attachment part 320 can be placed. This allows the deflector 310, in particular the drive coil 31
] is placed within the magnetic field formed by this electromagnet 327.
なお、一対の磁極３２７Ａ、３２７Ｂを可能な限り近付
けて、駆動コイル３１１に作用する磁界を大きくするた
め、図示の例では一対の挾持片３２３．３２４の長辺の
中央部近傍が駆動コイル３１１側に折り曲げられた構成
となっている。Note that in order to increase the magnetic field acting on the drive coil 311 by bringing the pair of magnetic poles 327A and 327B as close as possible, in the illustrated example, the vicinity of the center of the long side of the pair of clamping pieces 323 and 324 is on the drive coil 311 side. It has a folded structure.
きて、このように構成された偏向器３００において、コ
イル３２９に所定の励磁電流を供給すれば、磁極３２７
Ａ、３２７Ｂ間にはこの励磁電流の大きさによってほぼ
定まる直流磁界が形成きれる。In the deflector 300 configured in this way, if a predetermined excitation current is supplied to the coil 329, the magnetic pole 327
A DC magnetic field can be formed between A and 327B, which is approximately determined by the magnitude of this excitation current.
この直流磁界内には駆動コイル３１１が回動自在に配置
されているので、この駆動コイル３１１に所定の駆動電
流を供給すれば、駆動コイル３１１には回転モーメント
が生して、駆動コイル３１１が振動する。The drive coil 311 is rotatably arranged within this DC magnetic field, so if a predetermined drive current is supplied to the drive coil 311, a rotational moment is generated in the drive coil 311, and the drive coil 311 is rotated. Vibrate.
これによって、反射ミラー３１２が駆動電流の周波数を
周期として振動する。反射ミラー３１２の振れ角は駆動
電流の振幅値によって制御される。This causes the reflection mirror 312 to vibrate with the frequency of the drive current as a period. The deflection angle of the reflecting mirror 312 is controlled by the amplitude value of the drive current.
ここで、光偏向子３１０として使用される水晶板の厚み
は、その厚ざが厚くなるほど、偏向子３１０がもつ固有
振動数ｆｏか高くなるが、その反面、加工が困難になっ
たり、振れ角が小きくなってしまうために、その厚みは
０．１ｍｍ”−０，５ｍｍ程度が望ましい。Here, as the thickness of the crystal plate used as the optical deflector 310 becomes thicker, the natural frequency fo of the deflector 310 becomes higher, but on the other hand, it becomes difficult to process and the deflection angle increases. Therefore, the thickness is desirably about 0.1 mm''-0.5 mm.
水晶板を加工して光偏向子３ ］、 Ｏを形成する場合
、その加工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチ
ング技術が応用され、これによって微細加工が可能にな
る。エツチング加工された光偏向子３１０の表面は、電
気的な抵抗を下げるために、クロムメッキ処理後、通常
銀メッキが施される。When the optical deflector 3], O is formed by processing a quartz plate, photolithography and etching techniques are usually applied as the processing means, which enables microfabrication. The etched surface of the optical deflector 310 is usually plated with silver after chromium plating to reduce electrical resistance.
また、反射ミラー３１２は特に光源として半導体レーザ
を使用する場合、その反射率を上げるため、金、銅、又
はアルミ等のメッキ処理が施される。ざらに、反射ミラ
ー３１２０表面の傷や、酸化を防ぐため、メッキ処理後
の表面にＳｉＯ又はＳ ｉ ０２等の保護膜をコーティ
ングすることもできる。In addition, especially when a semiconductor laser is used as a light source, the reflecting mirror 312 is plated with gold, copper, aluminum, or the like in order to increase its reflectance. Furthermore, in order to prevent scratches and oxidation on the surface of the reflective mirror 3120, the surface after plating can be coated with a protective film such as SiO or SiO2.
反射ミラー３１２は次のような形状に選定されたものが
使用される。The reflecting mirror 312 used has the following shape.
すなわち、コリメータレンズ３２を通過したレーザビー
ムの形状は、第７図Ａに示すような形状となされている
のに対し、これがシリンドリカルレンズ３３を通過する
ことにより、同図已に示すような横長の楕円形状に変形
される。従って、反射ミラー３１２の形状としては、主
走査方向に向って長くなる長方形状のものを使用すれば
よい。That is, while the shape of the laser beam that has passed through the collimator lens 32 is as shown in FIG. Deformed into an elliptical shape. Therefore, the reflection mirror 312 may have a rectangular shape that becomes longer in the main scanning direction.
このような観点から、反射ミラー３１２としては、第８
図に示すような種々の形状をとり得る。From this point of view, as the reflecting mirror 312, the eighth
It can take various shapes as shown in the figure.
同図Ａは、長方形状をなし、同図８はひし形彫状であり
、同図Ｃは長方形の各四辺の隅を切り落とした状態の形
状であり、又同図りは横長の楕円形状をなす。Figure A shows a rectangular shape, Figure 8 shows a rhombus shape, Figure C shows a rectangle with the corners of each four sides cut off, and the figure C has a horizontally elongated oval shape.
高速で反射ミラー３１２を振動させるような場合には、
特に空気抵抗が問題となるので、このような場合には、
同図りに示す様な楕円形状をなす反射ミラーとすれば好
都合である。When the reflecting mirror 312 is vibrated at high speed,
Air resistance is a particular problem, so in such cases,
It is convenient to use an elliptical reflecting mirror as shown in the figure.
反射ミラー３１２の横方向の長きは走査用レンズ４２の
焦点距離、像形成体１１」二に結像されるビームスポッ
トの径、あるいは像形成体１１上における走査幅等によ
って相違するが、実験によれば、４〜１０ｍｍ程度が望
ましい値である。The length of the reflecting mirror 312 in the lateral direction varies depending on the focal length of the scanning lens 42, the diameter of the beam spot imaged on the image forming body 11'2, the scanning width on the image forming body 11, etc. According to this, a desirable value is about 4 to 10 mm.
ざて、光偏向子３１０は外部信号によって駆動される。In this case, the optical deflector 310 is driven by an external signal.
光偏向子３１０を使用した他励式の駆動回路の一例を第
９図に示す。An example of a separately excited drive circuit using an optical deflector 310 is shown in FIG.
第９図において、３３０は正弦波発振器を示し、これは
ＲＣ回路や水晶振動子を使用した発振器を使用すること
ができる。In FIG. 9, 330 indicates a sine wave oscillator, which can be an oscillator using an RC circuit or a crystal resonator.
水晶振動子を使用する場合には、その固有発振周波数を
所定の値に分周したのちローパスフィルターよって正弦
波状に波形成形したものを使用すればよい。When using a crystal resonator, it is sufficient to use one whose natural oscillation frequency is divided into a predetermined value and then shaped into a sinusoidal waveform using a low-pass filter.
ここで、その発振周波数つまり、駆動コイル３１１に対
する駆動周波数について説明する。Here, the oscillation frequency, that is, the drive frequency for the drive coil 311 will be explained.
光偏向子３１０は上述したように、固有振動数ｆｏをも
ち、この固有振動数ｆＯに対する振れ角θの共振特性は
第１０図に示すようになる。As described above, the optical deflector 310 has a natural frequency fo, and the resonance characteristic of the deflection angle θ with respect to this natural frequency fO is as shown in FIG.
第１０図の共振特性からも明らかなように、固有振動数
ｆｏから外れた周波数において駆動しようとすると、入
力電流に対する振れ角への効率が低下し、固有振動数ｆ
ｏで振動きせた場合と同等の振れ角θを得るためには、
非常に大きな入力電流を必要とする。As is clear from the resonance characteristics in Fig. 10, when driving at a frequency that deviates from the natural frequency fo, the efficiency with respect to the deflection angle with respect to the input current decreases, and the natural frequency f
In order to obtain the same deflection angle θ as when vibrating at o,
Requires very large input current.
しかし、あまり大きな入力電流を駆動コイル３１１に流
すと、このコイルが焼損する恐れがあり、故障の原因と
なる。そのため、あまり大きな電流を駆動電流として使
用することができない。However, if too large an input current is applied to the drive coil 311, there is a risk that this coil will be burnt out, causing a failure. Therefore, a very large current cannot be used as a drive current.
また、偏向子３１０の固有振動数ｆｏにバラツキが生じ
ることも考えられ、そのような場合には駆動周波数ｆの
統一を図るために固有振動数ｆ。Further, it is possible that variations occur in the natural frequency fo of the deflector 310, and in such a case, the natural frequency f is changed in order to unify the driving frequency f.
以外の周波数で駆動コイル３１１を駆動きせる場合にお
いても、その駆動周波数ｆと固有振動数ｆｏとの関係は
、
１ｆ−ｆｏｌ≦ｆｏ／Ｑ
の範囲内にあるようにするのが望ましい。ここに、Ｑは
共振特性の共振の鋭ざを示す。Even when the drive coil 311 is driven at a frequency other than the above, it is desirable that the relationship between the drive frequency f and the natural frequency fo be within the following range: 1f-fol≦fo/Q. Here, Q indicates the sharpness of the resonance characteristic.
すなわち、製造上のバラツキを考慮すると固有振動数ｆ
ｏを、駆動周波数ｆに等しくなるように加工することが
困難であることから、その固有振動数ｆｏとしては、駆
動周波数ｆより±ｆｏ／Ｑ程度の範囲内にあるときに限
り、その光偏向子３１０を使用しようとするものである
。In other words, considering manufacturing variations, the natural frequency f
Since it is difficult to process o so that it is equal to the driving frequency f, its natural frequency fo is within the range of approximately ±fo/Q from the driving frequency f, and the optical deflection The child 310 is to be used.
±ｆｏ／Ｑ程度のずれの範囲内では、必要な振れ角θを
得るための駆動電流は、差程大きくならないからである
。ただし、駆動周波数ｆとしては、常に一定である。This is because within the range of deviation of about ±fo/Q, the drive current for obtaining the necessary deflection angle θ does not become that large. However, the drive frequency f is always constant.
Ｑとしては、１０〜２００程度の共振鋭度をもった光偏
向子３１０が使用される。As Q, an optical deflector 310 having a resonance sharpness of about 10 to 200 is used.
このようなことから、正弦波発振器３３０の周波数とし
ては上式にかなうような範囲の周波数に設定きれるもの
である。For this reason, the frequency of the sine wave oscillator 330 can be set within a range that satisfies the above equation.
正弦波発振器３３０の出力、つまり駆動信号は次段のオ
フセット調整器３３１に供給されて、そのＤＣオフセッ
トが調整される。The output of the sine wave oscillator 330, that is, the drive signal, is supplied to the next stage offset adjuster 331, and its DC offset is adjusted.
偏向器３００を光学走査系に設置する場合において、そ
の取り付は位置が設計値通りでない場合には、第１１図
に示すように、駆動信号のＤＣレベル（１点鎖線図示）
を調整することにより、左右の振れ位置を調整すること
が可能になる。When installing the deflector 300 in an optical scanning system, if the position of the deflector 300 is not as designed, the DC level of the drive signal (indicated by the dashed line) may be changed as shown in FIG.
By adjusting , it becomes possible to adjust the left and right shake positions.
このようなことから、オフセット調整器３３１において
は、そのＤＣレベルを調整することにより、像形成体１
１における走査位置を規定通りの走査位置となるように
している。For this reason, the offset adjuster 331 adjusts the DC level of the image forming body 1.
The scanning position in No. 1 is set to be a prescribed scanning position.
オフセット調整された駆動信号↓よ振幅調整器３３２に
おいてその走査幅が調整される。The amplitude adjuster 332 adjusts the scanning width of the offset-adjusted drive signal ↓.
この調整法の一例としては、本出願人が既に開示した特
願昭６１−８１２９６号に述べた方法を用いることがで
きる。As an example of this adjustment method, the method described in Japanese Patent Application No. 61-81296 already disclosed by the present applicant can be used.
この方法は光偏向子３１０の振れ角を調整するためのも
のである。この場合、像形成体１１上における走査幅を
検出し、その検出出力で振幅調整器３３２の振幅を調整
すれば、走査幅を常に一定の値に制御することが可能に
なる。This method is for adjusting the deflection angle of the optical deflector 310. In this case, by detecting the scanning width on the image forming body 11 and adjusting the amplitude of the amplitude adjuster 332 using the detection output, it is possible to always control the scanning width to a constant value.
ＤＣオフセット及び振幅がそれぞれ調整きれた駆動信号
は出力アンプ３３３を介して上述した駆動コイル３１１
に抵抗器Ｒを介して供給される。The drive signal whose DC offset and amplitude have been adjusted is sent to the drive coil 311 described above via the output amplifier 333.
through resistor R.
抵抗器Ｒを使用するのは次のような理由に基づく。The reason for using the resistor R is as follows.
すなわち、駆動コイル３１１の駆動中における発熱を避
けるためには、駆動コイル３１１の全抵抗ｒを下げ、こ
れに流す駆動電流ｉの値を抑える必要がある。That is, in order to avoid heat generation while driving the drive coil 311, it is necessary to lower the total resistance r of the drive coil 311 and suppress the value of the drive current i flowing through it.
このような関係に選定した場合には、駆動コイル３１１
の両端の電圧降下Ｖは、
ｖ＝ｉｒ
となる。If such a relationship is selected, the drive coil 311
The voltage drop V across is v=ir.
ここで、ＤＣオフセットや振幅値の調整は、駆動コイル
３１１に供給する駆動電圧値を調整することによって行
うものであるから、ＤＣオフセットや振幅値を微調整す
るためには、この駆動電圧Ｖを微調整しなければならな
い。しかし、極く僅かな駆動電圧Ｖを調整して必要なり
ＣオフセラＩ−′や振幅値に設定するのは、非常に困難
である。また、必要なりＣオフセットや振幅値を設定し
ようとすると、そのための調整作業に多くの時間を費や
すことになる。Here, the DC offset and amplitude value are adjusted by adjusting the drive voltage value supplied to the drive coil 311, so in order to finely adjust the DC offset and amplitude value, this drive voltage V is adjusted. Must be fine-tuned. However, it is very difficult to adjust the extremely small drive voltage V and set it to the required C offset I-' or amplitude value. Furthermore, if it is necessary to set the C offset or amplitude value, a lot of time will be spent on the adjustment work.
そこで、図示するように駆動コイル３１１と直列にダミ
ー用の抵抗器Ｒが接続される。こうすることによって、
駆動コイル３１１の抵抗値をｒとし、これに逆電する駆
動電流をｉとしたままで、この駆動コイル３１１に印加
する駆動電圧Ｖ（ｖ ＝ （ｒ ＋ Ｒ）・ｉ）のみを
大きくすることができる。Therefore, a dummy resistor R is connected in series with the drive coil 311 as shown in the figure. By doing this,
To increase only the drive voltage V (v = (r + R)・i) applied to this drive coil 311 while keeping the resistance value of the drive coil 311 as r and the drive current that reversely charges it as i. Can be done.
因みに、ｒ＝１０Ω程度のとき、Ｒは９９０Ω程度に選
定される。Incidentally, when r=about 10Ω, R is selected to be about 990Ω.
こうすれば、抵抗器Ｒと駆動コイル３１１の直列回路の
両端にはある程度の大きな駆動電圧が印加されることに
なるので、必要な値のＤＣオフセットや振幅値に対する
駆動電圧■の調整値が抵抗器Ｒがないときよりも１００
程度大きくなる。従って、ＤＣオフセットや振幅の微調
整が容易である。In this way, a relatively large drive voltage will be applied to both ends of the series circuit of the resistor R and the drive coil 311, so the adjustment value of the drive voltage (■) for the required DC offset and amplitude value will be determined by the resistor. 100 more than when there is no vessel R
The degree becomes larger. Therefore, fine adjustment of DC offset and amplitude is easy.
しかも短時間で正確に調整できる利点を有する。Moreover, it has the advantage of being able to be adjusted accurately in a short time.
きて、第１２図は上述したレーザ記録装置における緒特
性のデータを示すものであって、この表において、タイ
プ■とは記録紙の最大用紙サイズがＡ４判までのもので
あり、タイプ２と（よＡ３判までのものである。FIG. 12 shows data on the characteristics of the laser recording device mentioned above. In this table, type 2 means the maximum paper size of the recording paper up to A4 size, and type 2 and (This is up to A3 size.
このように記録紙サイズが相違することによって記録ス
ピード、ざらに解像度が相違することになるから、この
ような条件の相違にともなって駆動周波数も適宜選定さ
れる。Since the recording paper size differs in this way, the recording speed and rough resolution also differ, so the driving frequency is also appropriately selected in accordance with the difference in conditions.
ざらに、このように記録紙サイズが異なる場合には、当
然に反射ミラーの振れ角も異なることから、これによっ
て記録用ビーム振れ角も相違することになる。Roughly speaking, when the recording paper sizes differ in this way, the deflection angle of the reflecting mirror also differs, so the deflection angle of the recording beam also differs accordingly.
なお、反射ミラー３１２の形はいずれも楕円形状が好ま
しい。Note that the shape of the reflecting mirror 312 is preferably elliptical.
ところで、第１図に示したレーザ記録装置において使用
することができる現像器１２３〜１２５の一例を第１３
図に示す。これらの基本構成はいずれもほぼ同一である
ため、そのうちの１つ例えば現像器１２３の構成につい
て説明しよう。By the way, an example of the developing devices 123 to 125 that can be used in the laser recording apparatus shown in FIG.
As shown in the figure. Since all of these basic configurations are almost the same, the configuration of one of them, for example, the developing device 123, will be explained.
図において、４２１はハウジングを示し、このハウジン
グ４２１内には円筒状のスリーブ４２２が回転自在に収
納される。スリーブ４２２内にはＮ、Ｓ８極を有する磁
気ロール４２３か設けられる。スリーブ４２２の外周面
には層規制片４２４が圧接され、スリーブ４２２に付着
した現像剤の層厚が所定の厚みとなるように規制される
。所定の厚みとは、１０〜５００μｍのうち、予め規定
きれた値をいう。In the figure, 421 indicates a housing, and a cylindrical sleeve 422 is rotatably housed within this housing 421. A magnetic roll 423 having 8 N and S poles is provided within the sleeve 422 . A layer regulating piece 424 is pressed against the outer peripheral surface of the sleeve 422 to regulate the layer thickness of the developer attached to the sleeve 422 to a predetermined thickness. The predetermined thickness refers to a predetermined value from 10 to 500 μm.
ハウジング４２１内にはざらに第１及び第２の撹拌部材
４．２５，４２６が設けられる。現像剤溜り４２９にあ
る現像剤りは、反時計方向に回転する第１の撹拌部材４
２５と、第１の撹拌部材４２５とは逆方向に、しかも互
いに重畳するように回転する第２の撹拌部材４２６とに
よって十分撹拌混合され、撹拌混合された現像剤りは、
互いに逆方向に回転するスリーブ４２２と磁気ロール４
２３との回転搬送力により、スリーブ４２２０表面に現
像剤が付着搬送される。Inside the housing 421, first and second stirring members 4.25, 426 are provided. The developer reservoir in the developer reservoir 429 is moved by the first stirring member 4 which rotates counterclockwise.
25 and a second stirring member 426 that rotates in the opposite direction to the first stirring member 425 so as to overlap each other, and the stirred and mixed developer mixture is
Sleeve 422 and magnetic roll 4 rotating in opposite directions
The developer adheres to the surface of the sleeve 4220 and is transported by the rotational transport force of the sleeve 4220.
像形成体１１上に付着した現像剤りによって、この像形
成体１１に形成きれた静電潜像が非接触状態で現像され
る。The electrostatic latent image formed on the image forming body 11 is developed in a non-contact manner by the developer deposited on the image forming body 11.
なお、現像時には、電源４３０から供給きれる現像バイ
アス信号か、スリーブ４２２に印加される。現像バイア
ス信号は電源４３０から供給されるが、この現像バイア
ス信号は像形成体１１の非露光部の電位とほぼ同電位に
選定された直流成分と、これに重畳された交流成分より
なる。Note that during development, a developing bias signal that can be fully supplied from the power source 430 is applied to the sleeve 422. The developing bias signal is supplied from the power source 430, and this developing bias signal consists of a DC component selected to have approximately the same potential as the potential of the non-exposed portion of the image forming body 11, and an AC component superimposed thereon.
その結果、スリーブ４２２上の現像剤りのトナーＴのみ
が選択的に潜像化された像形成体１１の表面に移行する
ことによってその表面上に付着されて、現像処理が行な
われることになる。As a result, only the toner T in the developer on the sleeve 422 selectively transfers to the surface of the image forming member 11, which has been made into a latent image, and is deposited on the surface, and development processing is performed. .
なお、４２７は補給トナー容器、４２８はトナー補給ロ
ーラである。４３１は現像領域を示す。Note that 427 is a replenishment toner container, and 428 is a toner replenishment roller. 431 indicates a development area.
現像剤としては、２成分現像剤が用いられ、現像バイア
スを印加していない状態では、像形成体１１と現像剤り
とが接触しない状態で、しかも交流バイアス印加による
振動電界の下で、トナーＴを飛翔させ、像形成体］１の
静電像に選択的に付着させて現像するようにしている。A two-component developer is used as the developer, and when no developing bias is applied, the image forming body 11 and the developer do not come into contact with each other. T is caused to fly and is selectively attached to the electrostatic image on the image forming body 1 for development.
このような非接触での現像方法を用いる場合には、像形
成体１１上に青トナー像、赤トナー像、黒トナー像等か
らなる多色トナー像を順次現像するとき、先のトナー像
を後の現像で損傷することがなく、しかも薄層現像を実
現できるなどの利点を有する。When using such a non-contact developing method, when multicolor toner images consisting of a blue toner image, a red toner image, a black toner image, etc. are sequentially developed on the image forming body 11, the previous toner image is It has the advantage that it will not be damaged during subsequent development and can realize thin layer development.
ざて、現像剤として上述したような２成分現像を使用す
る場合においては、現像剤の厚みは、厚みが２０００μ
ｍ以下、好ましくは１ｏｏｏμｍ以下、就中１０〜５０
０μｍ１更に好ましくは１０〜４００μｍという従来に
ない薄い現像剤層となる。この場合、像形成体１１とス
リーブ４２２どの間隙を小さくして現像するようになさ
れる。When using the above-mentioned two-component development as a developer, the thickness of the developer is 2000 μm.
m or less, preferably 100μm or less, especially 10 to 50
This results in an unprecedentedly thin developer layer of 0 μm1, more preferably 10 to 400 μm. In this case, the gap between the image forming body 11 and the sleeve 422 is made smaller during development.
なお、現像剤のキャリアとトナーとの結合力やキャリア
とスリーブ４２２どの間の結合力が弱い場合であっても
、現像剤層を極く薄くしであるた？ｔ）ｔＺ、スリーブ
４２２上に十分強く付着されている。そのため、トナー
飛散等を生ずることがない。Note that even if the bonding force between the developer carrier and toner or the bonding force between the carrier and the sleeve 422 is weak, the developer layer should be kept extremely thin. t) tZ, sufficiently strongly adhered on the sleeve 422; Therefore, toner scattering and the like do not occur.
現像剤層を薄層化して像形成体１１とスリーブ４２２ど
の間隙を小きくすれば、トナーを飛ばすに要する振動電
界を低くできる。その結果、現像バイアス電圧を低くす
ることができる。By making the developer layer thinner and reducing the gap between the image forming body 11 and the sleeve 422, the oscillating electric field required to blow the toner can be lowered. As a result, the developing bias voltage can be lowered.
従って、トナー飛散はこの点からも軽減きれる他、スリ
ーブ面からの現像バイアスに基づ（リーク放電等が制御
されるなどの利点がある。Therefore, toner scattering can be reduced from this point of view as well, and there are other advantages such as controlling leakage discharge and the like based on the developing bias from the sleeve surface.
また、像形成体１１とスリーブ４２２との間隙を小ざく
した場合、潜像により現像領域４３１（像形成体１１と
スリーブ４２２とが対向する空間領域）に形成される電
界強度が大きくなり、その結果、階調の微妙な変化や細
かなパターンもよく現像できるようになる。Further, when the gap between the image forming body 11 and the sleeve 422 is made small, the electric field strength formed in the developing area 431 (the spatial area where the image forming body 11 and the sleeve 422 face each other) due to the latent image becomes large. As a result, subtle changes in gradation and fine patterns can be developed well.
現像層を薄くすれば、一般に現像領域に搬送きれるトナ
ーの量は少なくなり、現像量も少なくなる。搬送量を大
きくするには、スリーブを高速で回転きせることが効果
的である。If the developer layer is made thinner, the amount of toner that can be conveyed to the development area will generally be reduced, and the amount of development will also be reduced. In order to increase the conveyance amount, it is effective to rotate the sleeve at high speed.
ただし、像形成体１１とスリーブ４２２どの線速度比が
１＝１０になると、現像されるトナーが潜像面に対して
持つ平行な速度成分が大きくなり、現像に方向性が現れ
、画質が劣化する。However, when the linear velocity ratio between the image forming body 11 and the sleeve 422 becomes 1=10, the velocity component parallel to the latent image surface of the toner to be developed becomes large, and directionality appears in the development, degrading the image quality. do.
このことから薄層の下限として、スリーブ面上に少なく
とも０．０４ｍｇ／ｃｍ２程度の密度でトナーが付着し
ている状態であることが必要である。一般には、スリー
ブ４２２の線速度をＶｓｌ、像形成体１１の線速度をＶ
ｄ、スリーブ４２２上の薄層中のトナー量をＭｔとする
とき、１ Ｖｓ ｌ／Ｖｄ Ｉ ・Ｍｔ≧０．４
（ｍｇ／ａｍ２）ｌＶｓｌ／Ｖｄｌ ≦１０
という条件を満たす必要がある。Therefore, as the lower limit of the thin layer, it is necessary that the toner adheres to the sleeve surface at a density of at least 0.04 mg/cm2. Generally, the linear velocity of the sleeve 422 is Vsl, and the linear velocity of the image forming body 11 is Vsl.
d. When the amount of toner in the thin layer on the sleeve 422 is Mt, 1 Vs l/Vd I ・Mt≧0.4
It is necessary to satisfy the following condition: (mg/am2)lVsl/Vdl≦10.
現像効率を考慮すれば、
ＩＶｓ ｌ／Ｖｄ Ｉ ・Ｍｔ≧０．５ （ｍｇ／ｃｍ
２）ｌＶｓｌ／Ｖｄｌ≦８
とするのが好ましく、更に実験結果からは、ｌ Ｖｓ
ｌ／Ｖｄ Ｉ ・Ｍｔ≧０．５ （ｍｇ／ａｍ２）ｌＶ
ｓＬ／Ｖｄｌ≦５
であることがより好ましいことが判った。Considering the development efficiency, IVs l/Vd I ・Mt≧0.5 (mg/cm
2) It is preferable that lVsl/Vdl≦8, and furthermore, from the experimental results, lVs
l/Vd I ・Mt≧0.5 (mg/am2) lV
It has been found that it is more preferable that sL/Vdl≦5.
このときの現像剤中のトナーとキャリアとの比は、前記
したように単位体積中のトナーとキャリアとの総表面積
の比が０．５〜２どなるのが望ましい。The ratio of toner to carrier in the developer at this time is preferably such that the ratio of the total surface area of toner to carrier in a unit volume is 0.5 to 2, as described above.
以上のような条件に設定すれば、薄層中のトナーを効率
よく現像することができ、現像性は安定しており、良好
な画質を得ることができる。By setting the above conditions, the toner in the thin layer can be efficiently developed, the developability is stable, and good image quality can be obtained.
薄層の現像剤層を形成する手段としては、スリーブ４２
２に対して弾性的に軽度に圧接された圧接板からなる層
規制片４２４が好ましく用いられる。As a means for forming a thin developer layer, the sleeve 42 is used.
A layer regulating piece 424 made of a pressing plate that is lightly elastically pressed against the layer 2 is preferably used.
この層規制片４２４は、スリーブ４２２に対し、先端が
スリーブ回転の上流を向くように抑圧された弾性板で構
成されたものである。現像剤をスリーブ４２２と層規制
片４２４の間をすり抜けきせることにより薄層が形成さ
れる。This layer regulating piece 424 is composed of an elastic plate that is pressed against the sleeve 422 so that its tip faces upstream of rotation of the sleeve. A thin layer is formed by allowing the developer to pass between the sleeve 422 and the layer regulating piece 424.
層規制片４２４の先端とスリーブ４２２０間隙を０．０
８ｍｍ以上とすると、取付は精度や機械的精度のバラツ
キに対し安定に一定量のトナーを搬送することができる
。更に、先端の間隙を０．１１以上とすれば安定度が増
すので好ましい。The gap between the tip of the layer regulating piece 424 and the sleeve 4220 is 0.0.
When the length is 8 mm or more, a certain amount of toner can be stably conveyed despite variations in mounting precision and mechanical precision. Furthermore, it is preferable to set the gap at the tip to 0.11 or more because stability increases.
勿論、先端の間隙を徒におおきくとることは７孝しいこ
とではなく、この間隙なＥ５ｍｍ以上にすると、現像剤
すべての均一性が崩れるのが観察された。Of course, it is not prudent to make the gap at the tip unnecessarily large, and it has been observed that if the gap is made larger than E5 mm, the uniformity of all the developer deteriorates.
次に、薄層化された現像剤層は現像領域に搬送された像
形成体１１の静電像を非接触で現像することとなるが、
そのとき好ましい現像が達成される４″ｔ１・以下？１
刊条件式（１）及“（２）を満たせばよいことが判明し
た。Next, the thinned developer layer develops the electrostatic image on the image forming body 11 conveyed to the development area in a non-contact manner.
At that time, preferable development is achieved at 4″t1・or less?1
It turns out that it is sufficient to satisfy the publication conditional expressions (1) and (2).
ｌ （ｖｓ １−ｎωｍｈ’ ／３）／Ｖｄ １≦１
０ ・・・ （１）
１ （ｖｓ Ｉ−ｎωｍｈ’ ／３）／Ｖｄ Ｉ
・ｍｔ≧０．４ ［ｍｇ／ｃｍ”］ ＝ ・
（２）ここに、
Ｖｓｌはスリーブの線速度［ｍｍ／５ｅａｌｎは磁気ロ
ールの磁極数［極］
（ｔｌｍは磁気ロールの回転角速度［ｒａｄｉａｎ／ｓ
ｅｅ］ｈ′は磁気ブラシの高き［ｍｍ ］
Ｖｄば像形成体の線速度［ｉ１ｍ／ｓｅｃ］ｍｔは前記
スリーブの単位面積
当りのトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］
を表わす。l (vs 1-nωmh' /3)/Vd 1≦1
0 ... (1) 1 (vs I-nωmh' /3)/Vd I
・mt≧0.4 [mg/cm”] = ・
(2) Here, Vsl is the linear velocity of the sleeve [mm/5ealn is the number of magnetic poles [poles] of the magnetic roll (tlm is the rotational angular velocity of the magnetic roll [radian/s
ee]h' is the height [mm] of the magnetic brush, Vd is the linear velocity of the image forming member [i1m/sec], and mt is the amount of toner deposited per unit area of the sleeve [mg/cm2].
Ｖｓｌ、ωｍは像形成体１１の移動に対して同方向とな
るとき正とする。また、磁気ブラシの高きとは、スリー
ブ内にある磁気の上に穂立ちした、スリーブ上の磁気ブ
ラシの平均の高きをいう。具体的には、
スリーブの線速度Ｖｓｌは、
１００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃ
磁極数ｎは、４〜１６
磁気ロールの回転角速度ωｍは、
３０〜１５０ｒａｄｉａｎ／ｓｅｃ
磁気ブラシの高さｈ′は、５０〜４００μｍ像形成体１
１の線速度Ｖｄは、
３０〜５００ｍｍ／ｓｅｃ
スリーブの単位面積当りのトナー付着量ｍｔは、３０〜
１０ｍｇ／ ｃ 〜２
とされる。Vsl and ωm are positive when they are in the same direction as the movement of the image forming body 11. Further, the height of the magnetic brush refers to the average height of the magnetic brush on the sleeve that stands on top of the magnetism in the sleeve. Specifically, the linear velocity Vsl of the sleeve is 100 to 1000 mm/sec, the number n of magnetic poles is 4 to 16, the rotational angular velocity ωm of the magnetic roll is 30 to 150 radian/sec, and the height h' of the magnetic brush is 50 to 400 μm Image forming body 1
1 linear velocity Vd is 30 to 500 mm/sec Toner adhesion amount mt per unit area of sleeve is 30 to 500 mm/sec
It is estimated to be 10mg/c~2.
これらの関係は好ましい現像を達成するための一つの目
安となるか、像形成体１１とスリーブ４２２の間隔ｄ及
びバイアス電圧の大きき等により変化する。These relationships serve as a guideline for achieving preferable development, or they change depending on the distance d between the image forming body 11 and the sleeve 422, the magnitude of the bias voltage, and the like.
このような要因を考慮した好ましい現像条件は下記式に
より示される。Preferred development conditions taking such factors into consideration are shown by the following formula.
５≦Ｖｐ−ｐ／（ｄ−ｈ” ）≦５０ （ＫＶ／ｍｍ）
・・・・・・（３）
ここに、
Ｖｐ−ｐは、交流バイアスの
ピーク間電圧（ＫＶ）
ｄは、像形成体とスリーブとの間隔（μｍ）ｈ″は、磁
気ブラシの最大高さくμｍ）を表わす。5≦Vp-p/(d-h”)≦50 (KV/mm)
......(3) Here, Vp-p is the peak-to-peak voltage of AC bias (KV) d is the distance between the image forming body and the sleeve (μm) h'' is the maximum height of the magnetic brush μm).
磁気ブラシの最大高ざとは、スリーブ４２２内にある磁
極上に穂立した磁気ブラシの最大高さをいう。The maximum height of the magnetic brush refers to the maximum height of the magnetic brush that stands on the magnetic pole in the sleeve 422.
なお、第１４図には非接触ジャンピングによる現像にお
ける各部の条件を説明しである。第１５図には現像剤の
具体例を示しである。第１６図はその時の現像バイアス
条件を示しである。In addition, FIG. 14 explains the conditions of each part in development by non-contact jumping. FIG. 15 shows a specific example of the developer. FIG. 16 shows the developing bias conditions at that time.
なお、上述した現像方式の他、本出願人が先に提示した
特開昭６０−１７６０６９号公報に開示されている現像
装置もこの発明に係る画像記録装置に適用することがで
きる。In addition to the above-mentioned developing method, the developing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 176069/1988, which was previously proposed by the applicant of the present invention, can also be applied to the image recording apparatus according to the present invention.
上記公報に開示された装置では、磁気ロールは回転せず
、また固定磁石を用いるので、機構が簡単になる。In the device disclosed in the above publication, the magnetic roll does not rotate and a fixed magnet is used, so the mechanism is simple.
ところで、偏向器３００の光偏向子として第３図あるい
は第４図に示すような光偏向子３１０を使用する場合に
おいては、回転多面鏡による走査と異なり、往復走査が
可能になる。このような往復走査を採用する場合、光学
走査系としては、第１７図に示すような構成とすればよ
い。By the way, when an optical deflector 310 as shown in FIG. 3 or 4 is used as the optical deflector of the deflector 300, reciprocating scanning is possible, unlike scanning using a rotating polygon mirror. When such reciprocating scanning is employed, the optical scanning system may have a configuration as shown in FIG. 17.
すなわち、走査方向の前後する方向にそれぞれインデッ
クスセンサー３９．４５を配することにより、レーザビ
ームの走査開始と走査終了（ビームの戻りであるから、
走査開始ともいえる）を検出することができるから、対
応する画像情報を像形成体１１上に記録することができ
る。That is, by arranging the index sensors 39 and 45 in the front and rear directions of the scanning direction, it is possible to detect the start and end of laser beam scanning (since this is the return of the beam).
Since the start of scanning can be detected, corresponding image information can be recorded on the image forming body 11.
なお、第１？図において、４４は反射ミラーを示す。Furthermore, the first? In the figure, 44 indicates a reflecting mirror.
きて、第１図に示したこの発明に係る画像形成装置は簡
易形のカラー画像記録装置に適用した場合であるが、白
黒用の画像記録装置にも適用することができる。Although the image forming apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 is applied to a simple color image recording apparatus, it can also be applied to a monochrome image recording apparatus.
第１８図は、この白黒用の画像記録装置の一例を示すも
のである。FIG. 18 shows an example of this black and white image recording apparatus.
白黒画像信号によって変調されたレーザビームは、光学
走査系５１０に設けられた偏向器３００に入射し、その
反射ミラー３１２のミラー表面で反射されたのち、走査
レンズ４２、シリントリカルレンズ３６およびミラー４
６を経て像形成体１１の周囲に照射される。The laser beam modulated by the black and white image signal enters the deflector 300 provided in the optical scanning system 510, is reflected by the mirror surface of the reflecting mirror 312, and then passes through the scanning lens 42, the cylindrical lens 36, and the mirror. 4
6, the periphery of the image forming body 11 is irradiated.
像形成体１１は、無端のベルト状感光体５２０であって
、３本の感光体支持ローラ５２１゜５２２．５２３によ
って搬送台５２４の上面を反時計方向に回転、搬送され
る。この回転駆動に際しては、前景ってその表面には帯
電転写極５２５により所定の電荷が与えられているので
、前述したレーザビームの照射によって画像情報に対応
した静電潜像が形成される。The image forming body 11 is an endless belt-shaped photoreceptor 520, and is rotated and conveyed counterclockwise on the upper surface of a conveyance table 524 by three photoreceptor support rollers 521, 522, and 523. During this rotational drive, since a predetermined charge is applied to the surface of the foreground by the charged transfer pole 525, an electrostatic latent image corresponding to image information is formed by the laser beam irradiation described above.
静電像は現像器としても機能する現像ローラ５２６によ
ってトナーが供給されて、静電像がトナー像となきれる
。Toner is supplied to the electrostatic image by a developing roller 526 which also functions as a developing device, and the electrostatic image becomes a toner image.
その後、儒送台５２４の下方に搬送されるが、一方、こ
れに並行して装置に取付けられた自動給紙装置５３０か
らは給紙ローラ５３１の動作によって記録紙が１枚宛装
置内に搬入され、その先端がセンサ５４１で検出され、
その検出出力によって第２給紙ローラ５４０が回転を始
めて記録紙をざらに送り込む。そして、その先端を再度
検知したセンサ５４２の作用によって第２給紙ローラ５
４０が停止され、前述したトナー像とのタイミングが調
整されたあと回転が再開されて記録紙の搬送が継続され
るようになっている。Thereafter, the recording paper is conveyed below the paper feed table 524, and on the other hand, one sheet of recording paper is carried into the destination apparatus from the automatic paper feeder 530 attached to the apparatus in parallel by the operation of the paper feed roller 531. and its tip is detected by the sensor 541,
The second paper feed roller 540 starts rotating in response to the detection output, and roughly feeds the recording paper. Then, by the action of the sensor 542 that detects the tip again, the second paper feed roller 5
40 is stopped, and after the timing with the toner image described above is adjusted, rotation is resumed to continue conveying the recording paper.
かくして記録紙を一体とした感光体５２０は、帯電転写
極５２５において、そのトナー像を記録紙に転写したの
ち、この記録紙が分離され、レーザビームの全面露光を
受けて除電される。その後、清掃手段５２７によって残
留トナーの付着力を弱め、次いで現像ローラ５２６のも
つクリーニング作用によって取り除くようになっている
。After the toner image of the photoreceptor 520 integrated with the recording paper is transferred to the recording paper at the charged transfer pole 525, the recording paper is separated and the entire surface is exposed to a laser beam to eliminate the charge. Thereafter, the adhesion force of the residual toner is weakened by the cleaning means 527, and then it is removed by the cleaning action of the developing roller 526.
なお、補助清掃手段５２７は絶縁性繊維を使用したブラ
シ用の装置で、先行したサイクルにおいて形成される静
電潜像の帯電に何等支障を及ぼざない形式のものとなっ
ている。The auxiliary cleaning means 527 is a brush device using insulating fibers, and is of a type that does not interfere with the charging of the electrostatic latent image formed in the preceding cycle.
かくして、感光体５２０は再び帯電転写極５２５におい
て電荷が付与されて、新たな静電潜像を形成するべく次
なる回転、搬送のサイクルに移るが、一方ではその間に
トナー像の転写を受けた記録紙は感光体支持ローラ５２
１において感光体５２０の周面から判路きれる。その後
、定着ローラ５５０においてトナーを溶融固着したあと
、分離爪５５１によって分離され、排紙ローラ５５２に
導かれると共に、除電ブラシ５５３によって残留電位が
除かれ、記録紙は光学走査系５１０の上面に形成された
排紙面に排出される。In this way, the photoreceptor 520 is charged again at the charged transfer pole 525 and moves on to the next cycle of rotation and conveyance to form a new electrostatic latent image, but at the same time it receives a toner image transfer. The recording paper is placed on the photoreceptor support roller 52
1, the path is cut off from the circumferential surface of the photoreceptor 520. Thereafter, after the toner is melted and fixed by the fixing roller 550, it is separated by the separation claw 551 and guided to the paper ejection roller 552, and the residual potential is removed by the static elimination brush 553, and the recording paper is formed on the upper surface of the optical scanning system 510. The paper is ejected onto the paper ejection surface that has been
このような白黒用のレーザ記録装置においても光偏向子
３１０としては、反射ミラー３１２と駆動コイル３１１
とが一体成形きれたものが使用されると共に、磁界形成
手段として電磁石が使用される。Even in such a black and white laser recording device, the optical deflector 310 includes a reflection mirror 312 and a drive coil 311.
An electromagnet is used as the magnetic field forming means.
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、反射ミラー３
１２と駆動コイル３１１とが一体成形された光偏向子３
１０を使用して光信号を偏向する場合、磁界発生手段と
して電磁石を使用するようにしたものである。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the reflecting mirror 3
12 and a drive coil 311 are integrally molded.
10 is used to deflect an optical signal, an electromagnet is used as the magnetic field generating means.
この構成によれば、希土類などの高価な永久磁石を使用
する必要がないので、この種光走査装置を安価に構成す
るこ、とができる。According to this configuration, there is no need to use expensive permanent magnets such as rare earth magnets, so this type of optical scanning device can be constructed at low cost.
ざらに、この発明においては、電磁石用コイルに供給す
る励磁電流を制御することによって、磁界の強さを調整
できる。従って、常時一定の磁束密度をもった磁場を安
定して得ることができる。Broadly speaking, in this invention, the strength of the magnetic field can be adjusted by controlling the excitation current supplied to the electromagnetic coil. Therefore, a magnetic field with constant magnetic flux density can be stably obtained at all times.
磁界の強さが使用中一定になれば、反射ミラーの振れ角
が一定となり、光走査速度などを安定化できる。If the strength of the magnetic field is constant during use, the deflection angle of the reflecting mirror will be constant, and the optical scanning speed etc. can be stabilized.
永久磁石を使用する場合には、周囲温度の変動や経年変
化によって磁界の大きざが変動するおそれがあるからで
ある。This is because when a permanent magnet is used, the magnitude of the magnetic field may change due to changes in ambient temperature or changes over time.
また、光偏向子を使用することによって、従来よりもみ
かに信頼性が高く、高画質の画像形成装置を実現するこ
とができる。従来装置と比較すれば次のようになる。Further, by using a light deflector, it is possible to realize an image forming apparatus that is apparently more reliable and has higher image quality than conventional ones. A comparison with the conventional device is as follows.
第１に、光偏向子そのものが非常に小型であるから、回
転多面鏡を使用する場合に比し、小型化を達成すること
ができると共に、モータを回転駆動源として使用してい
ないために、騒音がなく、高速走査するときでも、常時
安定した偏向用の振動を実現することができる。First, since the optical deflector itself is very small, it can be made smaller compared to the case where a rotating polygon mirror is used, and since a motor is not used as a rotational drive source, There is no noise, and even when scanning at high speed, stable deflection vibration can be achieved at all times.
第２に、機械式振動ミラーを使用するものに比し、高速
走査が可能であるばかりでなく、振れ角の大きな小型の
偏向器を実現することができる。Second, compared to a device using a mechanical vibrating mirror, not only high-speed scanning is possible, but also a compact deflector with a large deflection angle can be realized.
第３に、光偏向子はエツチング処理などによって形成さ
れるため、精度が高く、しかも製品にバラツキがない。Thirdly, since the optical deflector is formed by etching or the like, it has high precision and there is no variation in products.
しかも、リガメント部分も弾性係数の大きな材料で構成
されているから、機械式振動ミラーで使用されている金
属棒のような金属疲労が少なく、長期にわたって安定な
動作を期待できる。Moreover, since the ligament part is also made of a material with a large elastic modulus, there is less metal fatigue like that of metal rods used in mechanical vibrating mirrors, and stable operation can be expected over a long period of time.
第４に、光偏向子は一体成形であるため、大きな振れ角
、高い固有振動数が得られるから、記録紙サイズの大き
なもので、より高速記録を行う装置に適用して極めて好
適である。Fourth, since the optical deflector is integrally molded, a large deflection angle and a high natural frequency can be obtained, making it extremely suitable for use in devices that use a large recording paper size and perform higher speed recording.
第５に、光偏向器の反射ミラー面がビームスポットに比
べそれ程大きくないから、反射面での光散乱の影響が少
ない。また、光偏向子は一体成形であるため、周囲温度
や環境条件の変化があっても、ミラーの安定した振動が
得られる。そのため、規則的なビーム走査が行なえる。Fifth, since the reflecting mirror surface of the optical deflector is not so large compared to the beam spot, the influence of light scattering on the reflecting surface is small. Furthermore, since the optical deflector is integrally molded, stable vibration of the mirror can be obtained even if the ambient temperature or environmental conditions change. Therefore, regular beam scanning can be performed.
従って、高速記録てあっても、常に良好な最終画像かえ
られる。Therefore, even during high-speed recording, a good final image can always be obtained.
このようなことから、この発明に係る画像形成装置は、
その信頼性が非常に高く、それに伴って、高信頼性の記
録装置を提供することができる。For this reason, the image forming apparatus according to the present invention has the following features:
Its reliability is very high, and accordingly, a highly reliable recording device can be provided.
そのため、上述しｌ；ように簡易形のカラー複写機、あ
るいはレーザプリンタなどのレーザ記録装置に適用して
極めて好適である。Therefore, as mentioned above, it is extremely suitable for application to a simple color copying machine or a laser recording device such as a laser printer.
第１図はこの発明に係る画像形成装置をカラー画像記録
用の記録装置に適用した場合の一例を示す要部の構成図
、第２図は光偏向子を使用したときの光学系の要部を示
す図、第３図及び第４図は光偏向子の一例を示す図、第
５図は光偏向子を有する偏向器の一例を示す要部の斜視
図、第６図はコアの構成図、第７図はレーザビームのド
ツト形状の説明図、第８図は反射ミラーの形状説明図、
第９図は反射ミラーの駆動回路の一例を示す系統図、第
１０図は偏向子の共振特性を示す図、第１１図はＤＣオ
フセットの説明図、第１２図はレ−ザ記録装置の現像条
件などの特性表を示す図、第１３図は現像器の一例を示
す断面図、第１４図は非接触現像条件を示す図、第１５
図は現像剤の組成内容を示す図、第１６図は現像バイア
ス条件を示す図、第１７図は第２図の他の例を示す光学
系図、第１８図はこの発明の他の例を示す第１図と同様
な構成図、第１９図は回転多面鏡を使用した光学系の一
例を示す構成図、第２０図は機械式振動ミラーを使用し
た光学系の一例を示す構成図である。
Ａ・・・原稿読み取り部
Ｂ・・・書き込み部
１１・・・像形成体たるドラム
３０・・・レーザ光走査装置
３１・・・半導体レーザ
１２３〜１２５・・・現像器
３００・・・偏向器
３１０・・・光偏向子
３１１・・・駆動コイル
３１２・・・反射ミラー
３１３・・・リガメント
３１５・Φ・フレーム
３２０・・・光偏向子取り付は部
３２３．３２４・・・挟持片
３２５．３２６・・・抑え片
３２７Ａ、３２７Ｂ・・・磁極
３２７・・・磁界発生手段
３２８・・・コア
３２９・・・コイル
Ｒ・・・ダミー抵抗器
特許出願人 小西六写真工業株式会社第２図
第３図
沙；Ｌ備句子
第４ＷＡ ：
４」；ｕ鉤子
〔１九
図
Ａ ［３Ａ
甲 −−一一一へ
第７図
八Ｏ
第８図
Ａ Ｄ ｃ
Ｄ第９図
第１０図
θ
第１２ 図
第１３図
し多：珪倫器
第１４図
第１５図
第１６図
第１９図
βＱニジー１’尤産Ｊト蒙２
第２０図
ミＱ；ハパルバ７ミラ−
手続補正書
２０発明の名称
画像形成装置
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
４、代理人
６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の
欄（１） 明細書中、第９頁１７行「Ｆヱ ■・Ｂ・Ｓ
」を「Ｆｏｃ Ｉ−Ｂ・Ｎ」と訂正する。
（２） 同、第１０頁１行「Ｓ・・・駆動コイルの面積
」を「Ｎ・・・駆動コイルの巻数」と訂正する。
以 上FIG. 1 is a configuration diagram of the main parts showing an example of the case where the image forming apparatus according to the present invention is applied to a color image recording apparatus, and FIG. 2 is the main part of the optical system when an optical deflector is used. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing an example of an optical deflector, FIG. 5 is a perspective view of essential parts of an example of a deflector having an optical deflector, and FIG. 6 is a configuration diagram of a core. , FIG. 7 is an explanatory diagram of the dot shape of the laser beam, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the shape of the reflecting mirror.
FIG. 9 is a system diagram showing an example of a driving circuit for a reflecting mirror, FIG. 10 is a diagram showing resonance characteristics of a deflector, FIG. 11 is an explanatory diagram of DC offset, and FIG. 12 is a developing device for a laser recording device. Figure 13 is a cross-sectional view showing an example of a developing device; Figure 14 is a diagram showing non-contact development conditions; Figure 15 is a diagram showing a table of characteristics such as conditions;
Figure 16 shows the composition of the developer, Figure 16 shows the developing bias conditions, Figure 17 shows an optical system diagram showing another example of Figure 2, and Figure 18 shows another example of this invention. FIG. 19 is a configuration diagram similar to FIG. 1, FIG. 19 is a configuration diagram showing an example of an optical system using a rotating polygon mirror, and FIG. 20 is a configuration diagram showing an example of an optical system using a mechanical vibrating mirror. A... Original reading section B... Writing section 11... Drum 30 as an image forming body... Laser beam scanning device 31... Semiconductor lasers 123 to 125... Developing unit 300... Deflector 310... Light deflector 311... Drive coil 312... Reflection mirror 313... Ligament 315, Φ, Frame 320... Light deflector mounting part 323.324... Holding piece 325. 326... Holding pieces 327A, 327B... Magnetic pole 327... Magnetic field generating means 328... Core 329... Coil R... Dummy resistor Patent applicant Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Figure 2 3 Figure Sha; L Bikuzi No. 4 WA: 4'';
D Fig. 9 Fig. 10 θ Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14: Fig. 15 Fig. 16 Fig. 19 Mirror Written amendment 20 Name of the invention Image forming device 3 Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant 4 Agent 6 Target of amendment Column for detailed explanation of the invention in the specification (1) In the specification , page 9, line 17 “Fヱ ■・B・S
” is corrected to “Foc I-B・N.” (2) Same, page 10, line 1, "S...area of drive coil" is corrected to "N...number of turns of drive coil". that's all
Claims (4)
走査することにより、上記画像信号をこの記録体上に書
き込むようにした画像形成装置において、 上記光信号を偏向走査する光偏向子として、反射ミラー
と駆動コイルとが一体形成されたものが使用されると共
に、 上記駆動コイルが所定の直流磁界内に配置され、この直
流磁界の発生手段として電磁石が利用されてなることを
特徴とする画像形成装置。(1) In an image forming apparatus that writes the image signal onto a recording medium by deflecting and scanning the recording medium with an optical signal modulated by an image signal, as an optical deflector that deflects and scans the optical signal. , a reflecting mirror and a driving coil are integrally formed, and the driving coil is placed within a predetermined DC magnetic field, and an electromagnet is used as a means for generating the DC magnetic field. Image forming device.
る特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。(2) The image forming apparatus according to claim 1, wherein the optical deflector is made of a quartz substrate.
直流磁界の強さが調整されるようになされたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載の画像形成
装置。(3) The image forming apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that the strength of the generated DC magnetic field is adjusted by controlling the current value supplied to the electromagnet. .
器を介して供給されるようになされたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第３項記載の画像形成装置。(4) The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an external drive signal to the optical deflector is supplied through a predetermined resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213003A JPS6368808A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213003A JPS6368808A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6368808A true JPS6368808A (en) | 1988-03-28 |
Family
ID=16631872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61213003A Pending JPS6368808A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6368808A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0275619U (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-11 |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP61213003A patent/JPS6368808A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0275619U (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-11 | ||
| JPH0618333Y2 (en) * | 1988-11-29 | 1994-05-11 | 横河電機株式会社 | Resonant optical deflector |
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