JPH01179906A

JPH01179906A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH01179906A
Application number: JP63003038A
Authority: JP
Inventors: Jun Azuma; 吾妻　純
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-18
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: DE68924077D1; JP2676518B2; EP0324364A3; FR2625850A1; EP0324364A2; US4907017A; EP0324364B1; FR2625850B1; DE68924077T2

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】（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−Ｎ
ｅ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
をへ〇変調器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。へ〇変調器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
折光を取り出す。

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１０６．１０
６を２個使用した他の従来技術による走査光学装置１１
５を示す。

半導体レーザ１０６と、その実装基板、ヒートシンク（
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１０
９の厚みを薄くすることができる。また、２本のレーザ
ー光が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０例えば、プリント能力がＡ４紙で毎分１００
枚を超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を超える。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、−度に、３本のビー
ムで印字を行なえば、モータの回転数は尾で済み、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使用しなければならな
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１
０４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１
０８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、簡単な構成によリ、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、射出ビームの進行方向に前
後して配置された複数のビーム射出ユニットからなり、
後方の射出ユニットのビーム射出部を、ビーム射出部か
ら射出される射出ビームが互いに平行になり、かつ射出
ビームの光路長が異なるように前方のビーム射出ユニッ
トのビーム射出部に隣接させて配置した。

（作　　　用）而して、本考案の走査光学装置によれば、複数の射出ビ
ームを近接させて配置するために、射出ビームの進行方
向の前方にあ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射出ビームの貫通穴を
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
図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ｌ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
方ニ射出ヒーム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ｌ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ｌｂ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ｌｃ上に取
り付けられている。ヒートシンクｌｃ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ｉ
ｆ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ｌ
ｃ及びホルダ１ｆに貫通穴１ｈ。

Ｉｇ、ｌｉ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、Ｉｇ。

１１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（７）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、Ｉｇ、ｌｉ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
からの信号に基すき、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
筒体を示す。

ビーム射出ユニットｌ及びビーム射出ユニット２の取り
付は位置関係を、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ｆ２．ｌ、Ｙ方
向にβ、とする。

β、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β、′を１０本／ｍｍ
とすると、 β、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ｌａ、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ｌ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、遅延距離ε、′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）力
月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
より射出される光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

Claims

【特許請求の範囲】

（１）射出ビームの進行方向に前後して配置された複数
のビーム射出ユニットからなり、後方のビーム射出ユニ
ットのビーム射出部を、ビーム射出部から射出される射出ビームが互いに平行に
なり、かつ射出ビームの光路長が異なるように前方のビ
ーム射出ユニットのビーム射出部に隣接させて配置した
こと特徴とする走査光学装置。
（２）射出ビームの進行方向の前方に位置するビーム射
出ユニットの一部に、後方に配置された他方の該ビーム
射出ユニットより射出された射出ビームが通過する貫通
穴を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の走査光学装置。
（３）前記射出ビームの通過する貫通穴は、フィルター
、レンズ、偏光板、回折格子、プリズム、ＳＨＧ素子の
光学素子を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の走査光学装置。
（４）前記、複数本の射出ビームを、夫々独立に光変調
せしめる制御手段と、射出ビームを走査する光学手段と
、複数本の射出ビームの走査位置を検出する手段と、検
出結果にもとづきビーム射出ユニットに対応して設けら
れた異なる遅延時間を有する遅延回路からなる特許請求
の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の走査光学装
置。