JP2603232B2 - 走査光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータ，ワードプロセツサ等からの文
字や図形等の電気信号により変調された光束で被走査面
を走査する走査光学装置に関する。

〔従来技術〕

第４図は走査光学装置を備えた従来のレーザビームプ
リンタの構成を示す上面図である。半導体レーザ１から
発せられた記録すべき情報に応じて変調された光束はコ
リメータレンズ2aを通過して平行光束16aとなり、シリ
ンドリカルレンズ2bを通過して、不図示のモータにより
矢印方向に一定速度で回転するポリゴンミラー３によっ
て光偏向され走査される。走査光束16cは結像レンズ群2
c,4を通過して被走査面である感光ドラム５上を矢印5a
の方向に結像走査される。この感光ドラム５は走査光に
よる露光前に不図示の帯電手段により一様に帯電を施さ
れている。感光ドラム５上の走査光は、5bの位置から所
定の記録信号により変調が開始されるように制御され
る。

これにより感光ドラム５上には先端が5bの位置にそろ
った潜像が形成される。この潜像は感光ドラム５の周囲
に配設された不図示の現像器，転写器，転写器，分離
器，クリーニング器や定着器により記録紙上に半永久画
像として顕画化される。このプロセス工程は公知のもの
を用いれば良く、詳しい説明はここでは省略する。

よって変調された光束により露光が開始される。つま
りこの光束により感光ドラム５の画像形成領域が走査さ
れる。

一方ポリゴンミラー３により走査され結像レンズ群2
c,4を通過した光束で、感光ドラムの露光開始点5bに到
達する前の光束16bは、ミラー６によって反射され矢印6
a方向に移動する。この光束16bはマスク７に設けられた
光束を規制するスリツト7aを通過した後、レンズ15を通
って光フアイバー8aの入射端面8bを走査する。走査光束
16bが光フアイバー8aに入射すると光センサ８に伝達さ
れ、光センサ８から電気信号が発せられ増幅器９に入力
され増幅される。増幅された信号は所定のレベルまで立
上がった時点を検出器10で検出して、タイマ11がこの時
点から所定時間後にメモリ12内の信号を読取り、レーザ
変調駆動回路14に伝達される。メモリ12へは予め外部機
器13、例えばコンビュータからの信号が記憶されてい
る。このようにして光源であるところの半導体レーザ１
は、記録信号に対応して光量変調されたレーザビームと
なって出射される。

このときマスク７の位置は、ほぼ走査を受ける感光ド
ラムに等しい光路長上に配置することが必要となる。言
いかえるとマスク７の面上に結像することが必要であ
る。その理由は、マスク７のスリツト7aを通過する光束
の直径は小さく速度が速いほど鋭い立上がり波形の信号
が得られるからである。第５図はスリツト面上のスポツ
トの光量分布を示した図で、15はスリツトが焦点位置の
場合で結像光量分布はほぼガウス分布形状を示すことは
既に知られている。ところが焦点外では、16のように光
量分布のピークがなだらかに変化するようになる。この
ように光量変化がなだらかな場合は、スリツトを通過し
て得られる信号の立上がり波形はなだらかに変化する。
第６図は光量が変化したときの同期信号ずれを説明した
もので、光センサ８によって得られた信号の立上がりが
鋭く、ポリゴンミラーの各面の反射率に違いがあった場
合、出力信号を一定レベルＬでスライスして同期信号を
作り出すときに時間軸方向ΔＴだけ同期信号が変化する
結果となる。これはポリゴン一周の周期で現れ、走査線
方向に直交した線が揺れる現象が生じる。焦点ずれの量
が大きい程、光量変動による同期信号ずれ量が大きくな
る。

近年レーザビームプリンタ等の小型化に伴い、走査光
学装置を小型のものが要求されてきている。その要求を
満たす為に、前記同期信号検出部を走査光学装置内部に
一体的に収容することを実開昭61−34121号で提案し
た。しかし最近ではさらに小型化の要求が増してきて
た。

このような小型化を図る場合、同期信号検出のための
光ビーム検出装置を感光体と同じ光路長の位置におくこ
とは非常に障害となり、小型化を十分達成できていなか
った。更には光ビーム検出装置の配置位置に制約がある
ため、装置の設計上の自由度が少なかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題を解決し、光ビームの走査位置を精
度良く検出し、且つ十分小型化が達成できると共に、装
置の構成上自由度の高い走査光学装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成する本発明は画像信号に応じて変調さ
れたレーザー光を出射する光源と、この光源から出射さ
れるレーザー光を偏向する回転多面鏡と、回転多面鏡に
より偏向されたレーザー光の走査位置を検出する光検出
手段と、を有する走査光学装置において、上記光検出手
段は、受光部と、受光部に入射する光を規制する規制部
材と、規制部材にレーザー光を結像する結像部材と、規
制部材を通過した光を受光部に結像する結像レンズと、
を有することを特徴とするものである。

以下、図面に従い本発明の実施例を説明する。

尚、同一機能を果たす部材には同一番号を符してあ
る。

第１図は本発明の実施例を示す走査光学装置の上面図
である。

１は半導体レーザ、2aは半導体レーザからの光線を平
行光束16aにするためのコリメータレンズ、2bはポリゴ
ンミラー３の表面近傍で走査方向に垂直な方向に焦点を
合せるためのシリンドリカルレンズである。ポリゴンミ
ラー３は、矢印5aの方向に回転することによって反射光
束が走査され、この走査光束16cは結像レンズ群2cと４
を通過して感光ドラム５上に結像して矢印5aの方向に走
査される。5bは信号記録の開始点を示す。16bはこの開
始点以前の走査光束でミラー６で反射される。７はマス
クで、そのほぼ中央にはスリツト7aが設けられている。
このマスク７の位置は、ポリゴンミラー中心から光ビー
ムが結像される被走査面の位置までの光路長をL1とした
とき、ポリゴンミラー中心からミラー６により反射され
マスク７までの光路長をL2としたとき、L1＞L2が成立つ
ときは凸形状補正レンズをまたL1＜L2が成立つときは凹
形状補正レンズを光束16bの適正位置に入れる。このよ
うにL1とL2を異ならせることにより構成に自由度が高く
なる。また小型化を図るためにはL2＜L1とすることが好
ましいためここではL1＞L2とし、凸形状の補正レンズ17
がマスク７とミラー６との間に位置し、更に光ビームを
規制するスリツトに結像するべく焦点距離が定められ
る。

この結像位置はマスク及びスリツト位置からわずかに
ずれても良いが、スリツト及びマスク位置であることが
もっとも好ましい。

この補正レンズはポリゴンミラー３とミラー６との間
に入れることも可能であるし、また反射ミラー６はなく
ても良い。しかし装置の小型化の面から考えるに反射ミ
ラーとスリツト7aの間に設けることが好ましい。

こうして適正な補正レンズを入れることによりマスク
位置が焦点外、即ちL1≠L2であっても、焦点ぼけを補正
するレンズによってマスク上に結像された光束を得るこ
とができる。17はこうして位置と焦点距離が決められた
補正レンズであり、この補正レンズ17を通過した光束は
マスク７上を結像走査され、スリツト7aを通って受光レ
ンズ15によって光フアイバー8aの入射端面8bのほぼ一点
に集束される。こうして光フアイバー8aによって、光セ
ンサー８に伝達される。

このように結像位置を補正する手段を設ける、特には
光ビームを規制するスリツトより上流に設けることによ
り光ビームで検出する検出部の配置位置に自由度が大き
くなる。また特にはL2＜L1とすることにより走査光学装
置の小型化が図れ、実開昭61−34120号のように、ハウ
ジング内に少なくとも光偏向手段，半導体レーザ，結像
レンズ，同期信号検出部を有する場合には、ハウジング
自体を小さくすることができ特に有効である。

第２図は本発明の別の実施例を示す上面図で、結像位
置補正手段としてミラー６を凹面鏡20にした例を示す。
この場合は凹面鏡20への入射角は直角に近いほど反射光
に歪みが出ないためスリツト7a,受光レンズ15,光フアイ
バー8aの位置は、凹面鏡20への入射光束16bの方向へ近
付けることが望ましい。こうすることにより凹面鏡への
入射角度が直角に近付きビームスポツト形状に歪みの影
響が出なくなる。

この構成によってもL1＞L2であっても結像位置をスリ
ツト位置に一致させることができる。

第３図は本発明の更に別の実施例を示す上面図で結像
レンズ群の、例えばレンズ４の走査開始側の一部の形状
を変更してスリツト7aの表面上に結像することも可能で
ある。例えば倒れ補正光学系（特開昭48−49315号）を
使用する場合、結像レンズ４はトーリツクレンズが使用
される。このレンズはガラスモールドやプラスチツクモ
ールドにより成型することが可能なため、その一端部の
曲率をR2としてその他の部分R1と異なった焦点距離にす
ることが出来る。曲率がR2の部分及びその境界部は画像
が乱れるため画像領域外に来るような形状とすればよ
い。

また結像レンズ2cは凹レンズが使用され、これもガラ
スモールドやプラスチツクモールドにすることが可能な
ため、その一部の曲率を変えて、その他の部分と異なっ
た焦点距離にすることが出来る。

なお受光レンズ15は光フアイバー8aの受光領域を広げ
るために設置したもので、受光部の位置調整を正確に行
えば受光レンズ15を除くことも可能である。またミラー
６も光フアイバー8aの配置から除くことも可能であるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、光検出手段の光ビームを規制する
規制部材より上流側に光ビームの結像距離を変更する手
段を設けることにより、光検出の精度を維持したまま光
検出手段の配置位置に自由度をもたせ、走査光学装置を
小型化することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す上面図、第２図，第３図
は夫々本発明の別の実施例を示す上面図、第４図は従来
例を示す上面図、第５図は走査光束の光量分布を示す
図、第６図は光量変化と同期信号のずれの関係を示した
図である。 １は半導体レーザ、３はポリゴンミラー、６はミラー、
７はマスク、8aは光フアイバ、８は光センサ、17は補正
レンズ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号に応じて変調されたレーザー光を
   出射する光源と、この光源から出射されるレーザー光を
   偏向する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向されたレ
   ーザー光の走査位置を検出する光検出手段と、を有する
   走査光学装置において、 上記光検出手段は、受光部と、受光部に入射する光を規
   制する規制部材と、規制部材にレーザー光を結像する結
   像部材と、規制部材を通過した光を受光部に結像する結
   像レンズと、を有することを特徴とする走査光学装置。