JP2676518B2 - 走査光学装置 - Google Patents

走査光学装置

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JP2676518B2 JP63003038A JP303888A JP2676518B2 JP 2676518 B2 JP2676518 B2 JP 2676518B2 JP 63003038 A JP63003038 A JP 63003038A JP 303888 A JP303888 A JP 303888A JP 2676518 B2 JP2676518 B2 JP 2676518B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数のレーザビームを用いて画像形成を行
なうレーザビームプリンタやレーザ複写機等の走査光学
装置に関する。
(従来の技術) 従来、このような従来例として第6図に示すようなレ
ーザビームプリンタの走査光学装置100が示される。
レーザビームプリンタは、一般に、光源であるHe-Ne
レーザ装置101と、該レーザ装置より発するレーザ光束
を走査する回転ポリゴンミラー102と、該回転ポリゴン
ミラー102によって走査される光束を、受光して画像を
記録する感光ドラム103と、上記の走査光束の一部を受
光して走査毎に光束を検出する検出器とを備えている。
ここでは、2色レーザビームプリンタを例にとり、説
明する。
He-Neレーザ装置101からの1本のレーザビームをAθ
変調器104で2本のビームに分離し、それぞれのビーム
を独立に変調する。Aθ変調器104で、2種類の周波数
の超音波を印加し、それぞれに対する1次回析光を取り
出す。
この方式では、印加する超音波の周波数や、He-Neレ
ーザ装置101のビーム径に制限があり、また、2本のビ
ーム角度が通常5.6mrad程度しかとれない。そのため、
レンズ105によって2本のビームの角度を拡大して、平
行束にした後、回転ポリゴンミラー102に入射させてい
る。
第7図は、光源として安価な半導体レーザ106,106を
2個使用した他の従来技術による走査光学装置115を示
す。
半導体レーザ106と、その実装基板、ヒートシング
(図示せず)及びコリメータレンズ107の実装スペース
を確保するために、プリズムミラー108を介して、半導
体レーザ106を直角に配置している。このように、プリ
ズムミラー108を介することで、2本のビームを接近さ
せて配置させることができ、ポリゴンミラー109の厚み
を薄くすることができる。また、2本のレーザ光がfθ
レンズ110の中心をはずれると、走査線は、わん曲する
ので、2本のレーザー光の間隔は、小さくしなければな
らず、このようなことからも、2本のビームを近接させ
る必要がある。なお、111は感光ドラム、112は記録用紙
であり、113は第1射出ビーム、114は第2射出ビームを
示す。
さらに、高速印字のレーザプリンタの従来技術につい
て説明する。例えば、プリント能力がA4紙で毎分100枚
を越える超高速レーザプリンタの場合、ポリゴンミラー
の回転数は、30,000rpmを越える。このような高速でポ
リゴンミラーを回転させるためには、ポリゴンミラーを
回転させるモータの軸受部は、高価な空気軸受を使用す
る必要がある。しかし、一度に、3本のビームで印字を
行なえば、モータの回転数は1/3で済み、空気軸受より
も、安いコストのボールベアリングが使用できる。
このように複数本の射出ビームで印字を行なうことに
よって、高速印字のレーザプリンタが得られるが、この
場合も、感光体ドラム上に第1ビームの直後に第2,第3
のビームを、すきまなく結像させなければならないの
で、複数本の射出ビームを近接して配置しなければなら
ない。したがって、この場合も第7図に示したような、
プリズム108のような光学素子をしなければならない。
しかし斯る、従来技術における走査光学装置、特に第
6図に示したHe-Neレーザ装置101、Aθ変調器104を用
いた走査光学装置100では、ビーム分離用レンズ105も必
要となる。また、He-Neレーザ装置101、Aθ変調器104
が高価なこと、走査光学装置全体が大きくなることなど
の問題がある。
また、第7図に示したような、走査光学装置115にお
いて光源に2個の半導体レーザ106,106を用い、さらに
2つの射出ビームを近接して配置するためにプリズムミ
ラー108を用いているため、プリズムミラー108の取りつ
け精度が厳しく、モータ等の振動がプリズムミラー108
に伝わることによって生じる、走査線の位置ズレのムラ
を押える防振対策が必要である。
また、プリズムミラー108自体の価格も高価であると
の問題がある。
本発明は、上記諸問題点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、簡単な構成により、複数の射出ビ
ームを近接させて配置することにより余分な光学素子を
用いずコンパクトで信頼性の高い走査光学装置を提供す
ることにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を有する本発明は、レーザビームを発光する
光源を備えた複数のビーム射出ユニットを有する走査光
学装置において、上記複数のビーム射出ユニットはレー
ザビーム進行方向の前後にずれて配置されており、前方
のビーム射出ユニットには後方のビーム射出ユニットか
らのレーザビームが通過する貫通穴な設けられているこ
とを特徴とする。
(作用) 而して、本考案の走査光学装置によれば、前方のビー
ム射出ユニットには後方のビーム射出ユニットからのレ
ーザビームが通過する貫通穴を設けることにより、ビー
ム射出ユニットをコンパクトに配置でき、プリズムミラ
ー等の光学素子を用いずに複数の射出ビームを近接させ
ることで、上記光学素子を取り付ける際に生じる位置ず
れ、または、振動によるピッチムラなどが防止でき、安
価で、安定した性能の走査光学装置が達成できる。
(実施例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第
1に本発明の走査光学装置の全体図を示す。1,2は光源
としてのビーム射出ユニットであり、ビーム射出ユニッ
ト2はビーム射出ユニット1の後方に配置されている。
ビーム射出ユニット1,2は夫々光ビーム即ちレーザビー
ムとしての射出ビーム3,4を射出する。射出ビーム3、
4はシリンドリカルレンズ5を通過する。シリンドリカ
ルレンズ5の前方に射出ビーム3,4を走査するポリゴン
ミラー7が配置され、6はポリゴンミラー7を回転させ
るモーターである。ポリゴンミラー7の前方には、球面
レンズ8、トーリックレンズ9が配置され、トーリック
レンズ9を出た射出ビーム3,4は感光体ドラム10に到達
するようになっている。
第2図乃至第4図は、ビーム射出ユニット1の詳細図
である。特に第4図を参照すると半導体レーザ1aが半導
体レーザ1aの冷却用温度調整器1b上に取り付けられ、温
度調整器1bは、放熱用のヒートシンク1c上に取り付けら
れている。ヒートシンク1cの裏面に半導体レーザ1a及び
冷却用温度調整器1bを駆動する電気基板1dが配置されて
いる。1eは、半導体レーザ1aからの光ビームを平行光束
にするコリメータレンズ鏡筒でありコリメータレンズ鏡
筒1eは、半導体レーザ1a及び温度調整器1bを取り囲こむ
ように形成されたホルダ1fによって支持されている。
また、ビーム射出ユニット2から射出される射出ビー
ム4を透過させるために、電気基板1d、ヒートシンク1c
及びホルダ1fに貫通穴1h,1g,1iが設けられている。
このように構成された走査光学装置ではビーム射出ユ
ニット1から光ビームすなわち射出ビーム3が射出さ
れ、ビーム射出ユニット2から射出ビーム4が射出され
る。射出ビーム3及び射出ビーム4はシリンドリカルレ
ンズ5、ポリゴンミラー7、球面レンズ8及びトーリッ
クレンズ9を介して感光ドラム10に到達する。このと
き、後方のビーム射出ユニット2から出た射出ビーム4
をビーム射出ユニット1から射出される射出ビーム3に
近接した位置に設けた貫通穴1h,1g,1iを通過させること
で射出ビーム3及び射出ビーム4の間隔を狭くすること
ができる。
本実施例では、ビーム射出ユニット1,2の光軸を共通
する面を主走査方向に対し垂直に配置している。これ
は、主走査方向の書き出し位置を合わせるためである。
しかし射出ビーム3,4の水平同期信号の検出装置を各々
別個に設ければ必ずしも、上記の方向に限定されない。
また、本実施例では、走査線のわん曲を防ぐために、
結像レンズ5,8,9を2段重ねに配置しているが、射出ビ
ーム3,4の間隔が十分小さければ、結像レンズ5,8,9を一
枚にしてもよい。
また、本実施例では貫通穴1h,1g,1iは円形の穴として
いるが、スリット等の溝形状でもよい。
また、貫通穴の部分に、NDフィルターを実装すれば、
光量の調整を行なうことができる。またSHG素子を実装
すれば、光源がレーザ光の場合、波長の制御ができる。
第5図は本発明の走査光学装置の第2実施例を示す。
第1実施例と同一の機能を有する部材については同一
番号を付す。
以下第5図において、11は反射ミラー、12は光ファイ
バー、13は受光センサー、14は受光センサー13からの信
号に基ずき、ビーム射出ユニットの変調のタイミングを
制御する制御回路、15は走査光学ユニットの箇体を示
す。
ビーム射出ユニット1及びビーム射出ユニット2の取
り付け位置関係を、ビーム射出ユニット1からのビーム
3の射出ポイント3aを原点として第3図を用いて説明す
る。ビーム射出ユニット2からのビーム4の射出ポイン
ト4aは、ビーム3の原点からX方向にlx、Y方向にly
する。lyは結像レンズ群5,8,9およびポリゴンミラー7
によって、感光ドラム10上に連続するラインとしてすき
間なく結像されなければならない。
例えば、結像レンズ群5,8,9の結像倍率を20倍とし、
感光ドラム10上での解像度ly′を10本/mmとすると、 lxの長さはビーム射出ユニット1に内蔵される半導体
レーザ1a,コリメータレンズ鏡筒1eによって制限され5mm
程度である。
このまま走査すると射出ビーム4によるライン24と射
出ビーム3によるライン23の書き出しが合わなくなるの
で、射出ビーム4の書き出しを遅らせるための遅延手段
が必要となる。
以下、その遅延手段について説明する。ビーム射出ユ
ニット1からのビーム3はミラー7,レンズ5,8,9を通
り、反射ミラー11で反射され受光センサ13に達する。こ
こで水平同期信号となり制御回路14に伝達される。制御
回路14は、遅延回路lx′に相当する時間、ビーム射出ユ
ニット2の変調を遅らせ、射出ビーム3,4による書き出
し位置を合わせる。
同時に射出ビーム3,4によって書き込みを行なえば、
書き込みを1本の射出ビームによる書き込みよりも2倍
の速さで行なうことができ、高速機への対応が容易とな
る。
また、本実施例では、水平同期信号に必要な要素(反
射ミラー11、光ファイバー12、受光センサー13)が1ユ
ニットですむため、部品点数が少なくてすみコストダウ
ンとなる。
(発明の効果) 本発明によれば、射出ビーム進行方向前方に位置する
ビーム射出ユニットの一部に、後方のビーム射出ユニッ
トより射出されるレーザビームの貫通穴を設けることに
よって、複数の射出ビームを近接させて光学配置させる
ことができ、高価なプリズムミラー等の光学素子を不必
要とし得るので、コンパクトで、信頼性の高い走査光学
装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の走査光学装置の第1実施例の斜視図、
第2図はビーム射出ユニットの断面図、第3図はビーム
射出ユニットの背面図、第4図はビーム射出ユニットの
拡大断面図、第5図は本発明の走査光学装置の第2実施
例の平面図、第6図及び第7図は従来技術による走査光
学装置の斜視図である。 符号の説明 1……ビーム射出ユニット、2……ビーム射出ユニッ
ト、3,4……射出ユニット、6……モータ、7……ポリ
ゴンミラー、8……球面レンズ、9……トーリックレン
ズ、10……感光体ドラム、11……反射ミラー、12……光
ファイバ、13……受光センサ、14……制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザビームを発光する光源を備えた複数
    のビーム射出ユニットを有する走査光学装置において、 上記複数のビーム射出ユニットはレーザビーム進行方向
    の前後にずれて配置されており、前方のビーム射出ユニ
    ットには後方のビーム射出ユニットからのレーザビーム
    が通過する貫通穴が設けられていることを特徴とする走
    査光学装置。
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