JP3220061B2 - レーザスキャニングユニット - Google Patents

レーザスキャニングユニット

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JP3220061B2 JP24682197A JP24682197A JP3220061B2 JP 3220061 B2 JP3220061 B2 JP 3220061B2 JP 24682197 A JP24682197 A JP 24682197A JP 24682197 A JP24682197 A JP 24682197A JP 3220061 B2 JP3220061 B2 JP 3220061B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタ、フ
ァクシミリ等のようにレーザビームを用いて感光ドラム
上に情報を走査するレーザスキャニングユニットに係
り、より詳細には、レーザスキャニングユニット内で感
光ドラムと対向して配置されて、感光ドラム側にレーザ
ビームを偏向させるディジタルマイクロミラーデバイス
のようなレーザビーム偏向装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、レーザプリンタ等で用いられ
るレーザスキャニングユニットは、レーザダイオードと
多面鏡とを含んで、ホログラムディスク等に記録された
情報をレーザビームを通してスキャニングする。前記の
ような種類の装置で記録速度を向上させる方法は、回転
する多角形のミラーの各々に対してレーザビームが偏向
される速度を増加させることにより達成される。
【０００３】このようにレーザビームを利用して情報を
スキャニングするレーザスキャニングユニットは、結像
面（感光ドラム）に所望する画像を点状で形成するかま
たはそれとは逆に原稿の画像を読み込む。また、一般的
に、レーザスキャニングユニットは、レーザビームを放
射するレーザダイオードと、レーザビームを結像面側に
偏向させるための偏向手段と、結像面に焦点を合わせる
ためのレンズとを含む。
【０００４】図４は従来技術によるレーザスキャニング
ユニットを示す斜視図である。前記半導体レーザスキャ
ニングユニットは、レーザビームを出射する光源として
の半導体レーザダイオード１００と、前記出射されたレ
ーザビームを光軸に対して平行光で調節するコリメータ
レンズ１０１と、コリメータレンズ１０１を通した平行
光を副走査方向に対して水平方向の線形光で調節するシ
リンダ形レンズ１０２と、シリンダ形レンズ１０２を通
した水平方向の線形光を等線速度で偏向させる多面鏡１
０３と、多面鏡１０３を等線速度で移動させてスキャニ
ングするスキャニングモータ１０４と、多面鏡１０３に
より偏向されたレーザビームを感光ドラム１０７上に集
光する結像用レンズ群１０５と、結像用レンズ群１０５
を通したレーザビームを反射させて感光ドラム１０７の
表面に点状で結像させる結像用反射ミラー１０６と、レ
ーザビームの一部を光センサ１０９側に反射させる水平
ミラー１０８と、レーザビームの一部を受光してエラー
を検出する光センサ１０９とで構成される。
【０００５】ここで、結像用レンズ群１０５は、多面鏡
１０３で等線速度で屈折されたレーザビームを集束する
球面収差補正用球面レンズ１０５ａと、球面レンズ１０
５ａを通して球面収差が補正されたレーザビームを感光
ドラム１０７上に集光するトーリックレンズ(Toric Len
s)１０５ｂとを含む。このように構成される従来の半導
体レーザスキャニングユニットは、まず、半導体レーザ
ダイオード１００から光源として使用するためのレーザ
ビームが出射される。
【０００６】前記出射されたレーザビームはコリメータ
レンズ１０１により光軸に対して平行な光速で調節され
て、コリメータレンズ１０１を通した平行光はシリンダ
レンズ１０２により副走査方向に対して水平方向の線形
光で調節される。また、シリンダレンズ１０２を通過し
た線形光は、スキャニングモータ１０４の回転軸に装着
された光偏向素子である多角形の多面鏡１０３により等
線速度で反射される。即ち、多面鏡１０３がスキャニン
グモータ１０４により回転しているから、レーザビーム
に対してその多数の鏡面の角が変化されて、この角の変
化により光が等線速度で結像用レンズ群１０５側に偏向
される。
【０００７】結像用レンズ群１０５は、多面鏡１０３か
ら等線速度で偏向された光の球面収差を補正して感光ド
ラム上に集光する。即ち、結像用レンズ群１０５は、レ
ーザビームの球面収差を補正するための球面レンズ１０
５ａと、スキャニング面上に焦点を合わせるトーリック
レンズ１０５ｂとを含む。したがって、結像用レンズ群
１０５を通したレーザビームは、結像用反射ミラー１０
６を通して垂直方向に反射されて感光ドラム１０７の表
面に点状で結像される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
レーザスキャニングユニットにおいてレーザビームの偏
向のため使用される多面鏡は、その鏡面の平行度及び傾
度を精密に維持する必要があるからその製作が困難であ
る問題点があった。また、高速印刷のためには多面鏡を
高速及び定速で運転させる必要があるが、高速では多面
鏡の振動及び騒音が発生してプリンタのプリント速度及
び画質の改善を制限する問題点があった。
【０００９】また、多面鏡を速度回転させるためには、
スキャニングモータにエアベアリングかマクネチックベ
アリング、またはボールベアリングを使用しなければな
らないから、スキャニングモータの大きさが大形になる
問題点があった。したがって、本発明は前記のような問
題点を解決するため案出されたもので、その目的はレー
ザプリンタのような機器において、安定された画質を提
供して、プリンタ等の印刷速度を向上させたレーザビー
ム偏向装置を具備したレーザスキャニングユニットを提
供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、振動及び騒音が防止
できる構造が簡単なレーザビーム偏向装置を具備したレ
ーザスキャニングユニットを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明の特徴によると、レーザビームを放射するレ
ーザダイオードと、前記レーザダイオードから放射され
たレーザビームを受容する感光ドラムと、前記レーザダ
イオードと前記感光ドラムとの間に配置されて、前記レ
ーザダイオードから放射されたレーザビームを感光ドラ
ム側に偏向させる偏向手段とを含んで、前記偏向手段
は、前記レーザダイオードから放射されたレーザビーム
を所定角度で反射させる反射手段と、前記反射手段を前
記感光ドラムに対して所定角度の範囲内で回転させるた
めの回転手段と、前記反射手段が回転できるように前記
回転手段の両端部を各々支持する支持手段とを含むレー
ザスキャニングユニットが開示される。
【００１２】ここで、前記回転手段は、前記支持手段の
ベースの一面に付着されて相互所定間隔だけ離隔されて
いる第１電極と、前記反射手段の一面に付着されて相互
所定間隔だけ離隔されている第２電極とを含んで、第１
電極は各々第２電極と対向するように配置される。ま
た、前記支持手段は、ベースと、前記ベースの両端部に
各々配置されて反射手段を支持するポストと、前記反射
手段の下面に付着されて、両端部は各々前記ポストに連
結されて前記反射手段が回転する時回転軸の役割をする
トーションバーとを含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態について詳細に説明する。図３は本
発明の一実施形態によるレーザビーム偏向装置が適用さ
れたレーザスキャニングユニットを示す斜視図である。
図示されるように、本発明によるレーザスキャニングユ
ニットは、情報を随伴したレーザビームを放射するレー
ザダイオード１００と、レーザダイオード１００から放
射されたレーザビームを受容する感光ドラム１０７ａ
と、レーザダイオード１００から放射されたレーザビー
ムとを感光ドラム１０７ａ側に偏向させるレーザビーム
偏向装置２００とを含む。
【００１４】また、従来のように、レーザスキャニング
ユニットは、レーザダイオード１００とレーザビーム偏
向装置２００との間に配置されてレーザダイオード１０
０から放射されたレーザビームを平行光で調節するシリ
ンダレンズ（図示せず）と、このシリンダレンズを通過
した平行なレーザビームを線形光で調節するシリンダ形
レンズ（図示せず）と、感光ドラム１０７ａとビーム偏
向装置２００との間に配置されて走査面上に焦点を合わ
せる結像用レンズとを含む。
【００１５】図１はレーザスキャニングユニットに使用
される本発明によるレーザビーム偏向装置を示す斜視図
である。図１を参照するに、本発明の一実施形態による
レーザビーム偏向装置２００は、図３のレーザダイオー
ド１００から放射されたレーザビームを所定角度で反射
させる反射部材２０１と、前記反射部材２０１を所定角
度の範囲内で回転させるための回転部材２０５，２０６
と、前記反射部材２０１が回転できるように反射部材２
０１を各々支持する支持部材とを含む。
【００１６】ここで、反射部材２０１は、アルミニウム
等の板材をブランキング(Blanking)加工して製作して、
一面はレーザビームをより良好に反射させるように鏡面
処理する。また、回転部材２０５，２０６は、一対の第
１電極と第２電極とを含んで、第１電極は正六面体の導
電性金属薄板で製作する。第１電極は後述される支持部
材のベース２０２の縦軸線を中心でそのベース２０２の
上面に所定間隔が離隔されて対称されるように配置され
て、第２電極は反射部材２０１の縦軸線を中心でその下
面に所定間隔が離隔されて対称されるように配置され
る。この時、各々の第１電極は各々の第２電極と対向さ
れて、対向する第１電極と第２電極に同一な極性の電気
が供給されるか相異なる極性の電気が供給されると、前
記第１電極と第２電極との間には引力または反発力が発
生してお互いに引くか押すようになる。したがって、第
１電極と第２電極との間の引力または反発力により反射
部材２０１は時計方向または反時計方向に回転するよう
になる。
【００１７】また、支持部材は、ベース２０２と、前記
ベース２０２の両端部に各々配置されて反射部材２０１
を支持するポスト２０３と、反射部材２０１の下面に付
着されて各々の端部が各々のポスト２０３の上端部に連
結されて、反射部材２０１が回転部材としての第１，第
２電極２０５，２０６により回転する時回転軸の役割を
するトーションバー２０４とを含む。ポスト２０３はベ
ース２０２の縦軸線上に位置するようにベース２０２の
端部中央に各々配置される。各々のポスト２０３の一端
部はベース２０２の上面と連結されて、各々のポスト２
０３の他端部は上方に延長される。
【００１８】図２は図１のＡ−Ａ線に沿った本発明の一
実施形態によるビーム偏向装置を示す断面図である。図
２を参照するに、上述のように、反射部材２０１と、第
１電極２０５と、第２電極２０６と、支持部材のベース
２０２と、ポスト２０３と、トーションバー２０４との
間の関係が容易に理解できる。図３を参照して本発明の
一実施形態によるレーザビーム偏向装置２００が適用さ
れたレーザスキャニングユニットの作動について説明す
る。本発明のレーザスキャニングユニットのレーザビー
ム偏向装置２００において、対向している一対の第１電
極と第２電極の中いずれかの一対には同一な極性を持つ
電気が供給されて、他の一対には相異な極性を持つ電気
が供給されることにより、反射部材２０１がトーション
バー２０４を中心として所定角度の範囲２θ内で時計方
向または反時計方向に回転する。したがって、レーザダ
イオード１００から放射されたレーザビームは、レーザ
ビーム偏向装置２００の反射部材２０１により移動経路
が変更されて結像用レンズ群側に背向される。
【００１９】この時、マイクロコンピュータの制御信号
によって回転部材の第１電極と第２電極に供給される電
気の極性は一定な時間間隔で変化する。以下、前記のよ
うな本発明によるレーザスキャニングユニットの各要素
間の作動関係について詳細に説明する。本発明の一実施
形態によるレーザビーム偏向装置を具備したレーザスキ
ャニングユニットにおいて、レーザダイオードから放射
されたレーザビームはコリメータレンズとシリンダ形レ
ンズを通過しながら平行光及び水平光に変調される。そ
の後、レーザビーム偏向装置２００は、変調されたレー
ザビームを結像用レンズ群を通して感光ドラム側に反射
させる。この時、レーザビーム偏向装置は、上述のよう
に、対向している第１電極と第２電極に同一な極性を持
つ電気を供給するか相異な極性を持つ電気を供給して第
１電極と第２電極との間に引力または反発力を発生させ
ることにより、反射部材が時計方向または反時計方向に
回転するようにする。これによって、レーザビームは順
次的に所定角度の範囲内で反射されて感光ドラム側に背
向される。
【００２０】以上、本発明の特定な実施例が説明及び図
示されたが、本発明が属する技術分野において通常の知
識を持つ者であれば、本発明の請求範囲の精神を逸脱し
ない範囲で多様に変形する等容易に本発明が応用でき
る。
【００２１】
【発明の効果】前述のように本発明によるレーザビーム
偏向装置をレーザスキャニングユニットに適用すること
により、レーザスキャニングユニットの全体的な大きさ
を縮小させて、画像を安定的に提供するだけでなく、レ
ーザプリンタ等の印刷速度を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザスキャニングユニットに使用される本発
明の一実施形態による偏向装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した本発明の一実
施形態によるレーザビーム偏向装置を示す断面図であ
る。
【図３】図１の本発明の一実施形態による偏向装置の動
作状態を示す断面図である。
【図４】従来技術によるレーザスキャニングユニットを
示す概略的な斜視図である。
【符号の説明】
１００ 半導体レーザダイオード １０１ コリメータレンズ １０２ シリンダレンズ １０３ 多面鏡 １０４ スキャニングモータ １０５ 結像用レンズ群 １０６ 結像用反射ミラー １０７，１０７ａ 感光ドラム １０８ 水平ミラー ２００ レーザビーム偏向装置 ２０１ 反射部材 ２０２ ベース ２０３ ポスト ２０４ トーションバー ２０５，２０６ 回転部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 26/00 - 26/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザビームを放射するレーザダイオー
    ドと、 前記レーザダイオードから放射されたレーザビームを受
    容する感光ドラムと、 前記レーザダイオードと前記感光ドラムとの間に配置さ
    れて、前記レーザダイオードから放射されたレーザビー
    ムを感光ドラム側に偏向させる偏向手段とを含んで、 前記偏向手段は、前記レーザダイオードから放射された
    レーザビームを所定角度で反射させる反射手段と、前記
    反射手段を前記感光ドラムに対して所定角度の範囲内で
    回転させるための回転手段と、前記反射手段が回転でき
    るように前記反射手段の両端部を各々支持する支持手段
    とを含んでなる構成のレーザスキャニングユニットにお
    いて、 前記支持手段は、ベースと、前記ベースの両端部に各々
    配置されて反射手段を支持するポストと、前記反射手段
    の下面に付着されて、両端部は各々前記ポストに連結さ
    れて前記反射手段が回転する時回転軸の役割をするトー
    ションバーとを含んでなる構成であり、 前記回転手段は、 支持手段のベースの一面に付着されて、トーションバー
    を挟んで相互所定間隔だけ離隔されている一対の第１電
    極と、 反射手段の一面に付着されて、トーションバーを挟んで
    相互所定間隔だけ離隔されており、上記一対の第１電極
    の夫々に対向する一対の第２電極とを有し、対向する第１電極と第２電極とに同一の極性をもつ電気
    が供給され、且つ、別部の対向する第１電極と第２電極
    とに相違な極性をもつ電気が供給され、上記対向する第
    １電極と第２電極との間に反発力が発生し、且つ、上記
    別部の対向する第１電極と第２電極との間に吸引力が発
    生する構成 であることを特徴とするレーザスキャニング
    ユニット。
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