JPH01131513A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は光ビーム走査装置に関し、より詳細には、レー
ザープリンタ、ディジタル複写機、ファクシミリ等にお
ける光書込み系に適用しつる光ビーム走査装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来、被走査面（例えば感光体）上に画像形成に必要な
所要スポット径を以てビームを結像させるために、結像
レンズ以前の光路上に（−ム整形用のスリットを設けて
おき、該スリット通過後のビームを偏向器の反射面にそ
の法線方向に対して傾けて入射させ、その反射光を入射
ビームとして上記結像レンズに入射させるようにしてい
る光ビーム走査装置が知られている。

例えば、第５図、第６図、第１０図において光源たる半
導体レーザー３２より発散したビームはコリメータレン
ズ３３により平行光化されてからスリット３４により整
形されて半導体レーザーユニット２１より出射される。

そして、このビームは第１ミラー２２により、偏向器２
３の反射面を構成する円柱を斜めに裁断した如き反射面
のピラミダルミラー２４の略回転軸にそって入射される
。

かかる状態の下でピラミダルミラー２４が回転すると、
これに伴ない偏向されてｆθレンズ２５に進み、等連化
さ九た第２ミラー２６の反射部３７にて光軸を曲げられ
、トロイダルレンズ２７を通り、１感光体ドラム１の外
周面に結像さ九る。

なお、ｆθレンズ２５と第２ミラー２６との間に配置さ
れた光ファイバー３５は、フォトセンサー３６に導かれ
ておりこれらは書出し位置を決定する同期光を取り出す
ためのものである。

このような光学系において、偏向器２３以前におけるビ
ーム整形に係るスリット３４はレーザーユニット２１と
一体的に不動部材に固定されており、かかる構成により
以下の問題を生じていた。

第７図に示す如く、スリット３４（第１０図参照）で整
形された楕円の入射ビームＬＮが、第１ミラー２２によ
り反射されて、ピラミダルミラー２４に入射する訳であ
る。

ここで、第７図に示す如く、ピラミダルミラー２４のあ
る回転位置では入射ビームＬＮの径ａは反射後、反射ビ
ームＬＯの径が主走査方向であるＸ軸方向に長軸を有す
る径ａの楕円のビームとなる。しかし、入射角が法線方
向に対して傾いているためピラミダルミラー２４が９０
°回転すると第８図に示す如く反射ビームＬＯの径が主
走査方向と直交する副走査方向たるｙ軸方向に長軸を有
する径ａの楕円ビームとなる。

勿論、楕円ビームにおいて、長軸方向に直交する短軸方
向についての径も上記座標軸方向についてそれぞれ変化
し、その結果、ピラミダルミラー２４が９０”回転する
間に偏向ビームは感光体１上で回転し、９０°回転した
ところで丁度、主走査方向と副走査方向とで長軸と短軸
の位置が逆転してしまう。

ｆθレンズ２５やトロイダルレンズ２７等の結像光学系
は１通常、レンズに入射するビームの径により結像径が
決定されるし、又、レンズに入射する入射ビームの径は
、主走査方向、副走査方向で異なるため、上記の如く偏
向ビームの径が変化すると感光体面上の最終スポット径
がばらばらに異なり１画像品質が劣悪となるのである。

すなわち、楕円ビームを偏向器の反射面法線方向と有限
のある角度で入射させ、これを偏向させるようなビーム
走査装置において、特に入射角と反射角とが約４５１　
をなす光学的配置をとる場合には偏向される楕円ビーム
が偏向器の回転により、回転しながら走査さ九、結像レ
ンズによる被走査面上での集光ビームのスポット径が主
走査方向、副走査方向に対して変化し、ひいては画質に
悪影響を及ぼすという問題があったのである。

（目　　的） 従って１本発明の目的は偏向器の反射面に対する入射角
１反射角の関係は従来と変えることなく、しかも偏向さ
れる楕円ビームについては被走査面上でのスポット・径
が主走査方向、副走査方向に対して変化することのない
光ビーム走査装置を提供することにある。

（構　　成） 本発明は上記の目的を達成させるために、結像レンズへ
向かう入射ビームの主走査方向でのビーム径と同径の円
形スリットを偏向器の反射面以前に配置し、副走査方向
での寸法が上記入射ビーム径の副走査方−向での径と同
等であり、主走査方向での寸法が少なくとも同期検知光
が通りかつ有効走査画角以上の角度を走査できる大きさ
である矩形スリットを偏向器の反射面以後に配置し、こ
れら円形スリット、矩形スリットの各々を該反射面と共
に回転しないようにしたことを特徴としたものである。

上記において１円形スリットは円筒形状をしたスリット
部材の片端面に形成されており、矩形スリットは該スリ
ット部材の外周上に形成される。

そして、このようなスリット部材を偏向器の反射面に被
せることにより偏向器との相対位置を出し、反射面とは
別体の不動部材に固定し１反射面と共に回転しないよう
に構成するのである。

さらに、上記入射ビーム径は有効走査画角（感光体への
有効な書込み幅を確保し得る走皇角）並びに同期検知光
画角だけスリット部材が回転したときに、上記２つのス
リットで形成される楕円を少なくとも覆うような大きさ
形状として設定される。

以下１本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図、第２図において、偏向器２３のピラミダルミラ
ー２４には円筒形状をしたスリット部材４９を被せた上
で不動部材たる偏向器２３の本体に国定してあり。

よってこのスリット部材４９はピラミダルミラー２４と
一体的に回転しないように取付けられている。

このスリット部材４９は底部には円形スリット５０が形
成されている。この円形スリット５０の大きさは結像レ
ンズたるｆθレンズ２５に入射される入射ビームＬｌ（
第５図、第６図参照）の主走査方向でのビーム径Ａと同
径であり該円形スリット５０の中心はピラミダルミラー
２４の回転中心と略同軸にある。

一方、このスリット部材の局面であって、ピラミダルミ
ラー２４の反射面と対向する部位には矩形スリット５１
が形成されている。

この矩形スリット５１は、結像レンズたるｆθレンズ２
５に入射される入射ビームＬｌ　（第５図、第６図参照
）の副走査方向でのビーム径と同じ寸法Ｂの開口がピラ
ミダルミラー２４の軸方向である副走査方向に形成され
、この副走査方向と直交する主走査方向については少な
くとも光書込み開始を決定する同期検知光つまり第５図
において光ファイ　　−バ−３５に入射されるべき光が
通りかつ有効走査画角以上の角度を走査できる寸法Ｃの
開口が含けられることにより形成されている。

矩形スリット５１は光の走査方向（感光体方向）に向い
ており、少なくとも同期検知用の光ファイバー３５に光
が行き、かつ、必要とする感光体露光幅に光が届く方向
に設定される。

なお、第１図、第２図において符号Ｌ２はスリット部材
４９に達する前のビームを示す。

以上の如く構成するならば、半導体レーザーユニット２
１から射出したビームＬ２は円形スリット５０で直径Ａ
の円形ビームとなり、ピラミダルミラー２４で反射後も
同じである。

次に、この円形ビームは矩形スリット５１で副走査方向
の幅が寸法已に整形される。

ピラミダルミラー２４が回転し光が走査された時もビー
ムの大きさは同様に主走査方向は寸法Ａ。

副走査方向は寸法Ｂである。

従って、ｆθレンズ２５に入射するビームの主走査方向
、副走査方向でのビーム径は光走査中、−定となり感光
体面上には均一なスポットが形成され、ひいては画像品
質が良好となる。

さらに、上記においてビームＬ２の大きさは、第３図、
第４図に示す如く、少なくとも円形スリット５０、矩形
スリット５１で形成されるスリットをピラミダルミラー
２４で有効走査画角並びに同期検知光画角βだけ回転し
たときに覆っている大きさであればスリット通過後のビ
ーム径が一定となり間圧がない０図中、斜線部は円形ス
リット５０及び矩形スリット５１で形成されるスリット
領域を示す。

通常、半導体レーザー３２からの光は半導体レーザーの
活成層に平行、直角で各々発散角が異なり。

レンズで整形しても楕円となる。

正円とするためにはかなりの枚数のレンズ、プリズム等
が必要となりコストアップするという理由と、スリット
でけられる光を少なくするため、つまり光利用効率を上
げるため上記楕円はできるだけ小さい方がよい。

以上、第１０図におけるスリット３４を取り除いて第１
図、第２図に示す如きスリット部材を使用することによ
り良質の画像を得ることができる。

次に、本発明の実施例に好適なレーザープリンタについ
て第９図、第１０図により説明する。

第９図において、感光体ドラム１の周面には。

矢印で示すその回転方向の順に、帯電器２、現像ユニッ
ト３．転写チャージャ４、クリーニングユニット５が配
置されており、帯電器２と現像ユニット３との間の位置
６で感光体ドラム１に書込み光線が入射して露光するよ
うに書込光学ユニット７が設けられている。

この実施例の装置では、帯電器２．光書込み位置６は感
光体ドラム１の下側に配置され、光書込ユニット７は感
光体ドラムｌ、現像ユニット３、クリーニングユニット
５の下位に設けられている。

又、転写チャージャ４は感光体ドラム１の上側に配置さ
れている。転写チャージャ４と感光体ドラム１との間の
転写部に転写紙を給紙する給紙カセット８は光書込ユニ
ット７の更に下部に設けられ。

転写紙はフィードローラ９とこれに圧接するフリ、　　
クションパッド１０により重送を分離されて１枚ずつ送
り出され、現像ユニット３の側方で大きくＵターンし、
現微ユニット３の上方に設けら九たレジストローラ対１
１．１２により感光体ドラム１上に形成された画像と位
置が整合するようにタイミングを合せて転写部に給紙さ
れる。転写後の転写紙径路には定着ユニット１３が設け
られ、その排出側には排紙トレイ１４が設けられている
。

書込光学ユニット７は、第９国力び第１０図に示すよう
に、レーザーユニット２１から発した画像情報信号に応
じて点滅する光は第１ミラー２２で反射し、スキャナモ
ータで駆動される偏向器２３の軸に一体に取付けられた
ミラーとしてのピラミダルミラー２４に入射し、一定の
角度範囲を繰返し偏向する。偏向光はｆθレンズ２５に
より感光体ドラム１上の入射位置６で直線上に結像し等
速度で投影点が移動するように補正され、第２ミラー２
６．トロイダルレンズ２７を介して感光体ドラム１に入
射し。

入射光の偏向により主走査が行なわれ、感光体ドラム１
の回転により副走査が行なわれ、画像情報信号に応じた
画像が書込まれ、静電潜像が形成される９書込光学ユニ
ット７の構成要素は装置のベース力／＜−２８０に亘接
取付けられている。

感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像ユニッ
ト３により現像されてトナー像が形成され、レジストロ
ーラ対１１．１２により給紙された転写紙に転写チャー
ジャ４の作用により転写される。

転写後感光体ドラム１より分離された転写紙は定着ユニ
ット１３により定着され、排紙トレイ１４に排出される
。

一方、転写後感光体ドラム１上に残留したトナーはクリ
ーニングユニット５によりクリーニングされ１次回の作
像に備えられる。

光ビームを偏向させる手段としては従来１回転多面鏡や
ホロスキャナーが知られている。これら回転多面鏡やホ
ロスキャナーでは、多面鏡やホロディスクが１回転する
間に、光ビームは、複数の鏡面ないしは複数のホログラ
ム格子により、複数回偏向せしめられる。このように、
回転多面鏡やホロスキャナーでは、光ビームの偏向に複
数の鏡面やホログラム格子で関与するところから、所謂
面倒れの開運として知られている間開が発生し、この面
間れを補正するために、光学系が複雑化したりする間開
があった。

このような問題に鑑みて１回転可能な反射媒体の鏡面を
、回転軸に対して煩げ、偏向させるべき光ビームを、回
転軸に沿って入射させ、上記鏡面により反射せしめ、反
射媒体の回転により１反射ビームを３６０度偏向する偏
向手段が提案されつつある。かかる偏向手段における上
記反射媒体はピラミダルミラーと呼ばれている。

なお、ピラミダルミラーを用いる偏向方式では。

光ビームの偏向に、ただひとつの鏡面が関与するのみで
あるので、前述した面倒れの間開は原理的に解決されて
いる。

（効　　果） 本発明によれば、走査ライン上での楕円ビームの回転に
よるビームスポット径の変化が解消され、被走査面上に
均一なビームスポットを結像することができ、以て画像
品質の向上を図ることができ好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明した光ビーム走査装置
の斜視図、第２図は同上図の断ｉ図、第３図、第４図は
スリットとこのスリットに入射されないビームとの関係
を説明した図、第５図、第６図はそれぞれ光ビーム走査
装置の光学系の配置を説明した図、第７図はピラミダル
ミラーの任意の回転位置における偏向態様を説明した図
、第８図は同上図の状態よりも９０°回転させたときの
馬面態様を説明した図、第９図は本発明の実施に好適な
レーザープリンタの説明図、第１０図はレーザーユニッ
トと偏向器の配置を説明した図である。 ２３・・・・偏向器、２４・・・・ピラミダルミラー、
５０・・・・円形スリット、５１・・・・矩形スリット
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被走査面上に画像形成に必要な所要スポット径を以て
   ビームを結像させるために、結像レンズ以前の光路上に
   ビーム整形用のスリットを設けておき、該スリット通過
   後のビームを偏向器の反射面にその法線方向に対して傾
   けて入射させ、その反射光を入射ビームとして上記結像
   レンズに入射させるようにしている光ビーム走査装置に
   おいて、結像レンズへ向かう入射ビームの主走査方向で
   のビーム径と同径の円形スリットを偏向器の反射面以前
   に配置し、副走査方向での寸法が上記入射ビーム径の副
   走査方向での径と同等であり主走査方向での寸法が少な
   くとも同期検知光が通りかつ有効走査画角以上の角度を
   走査できる大きさである矩形スリットを偏向器の反射面
   以後に配置し、これら円形スリット、矩形スリットの各
   々を該反射面と共に回転しないようにしたことを特徴と
   する光ビーム走査装置。