JPH02179603A - 多ビーム走査装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はレーザビームプリンタやファクシミリ等に組み
込まれる多ビーム走査装置に関する。

従来の技術とその課題 従来の多ビーム走査装置としては特開昭６０−２０１３
１９号公報に示されるように波長の異なる複数のレーザ
光源から出たレーザビームを１本にビームに合成し、合
成したビームを一つの偏向手段によって偏向走査した後
、各々のビームを異なる波長選択性のフィルタに透過さ
せることによって、ビームの中からそれぞれ特定波長の
ビームのみを再び分離し、別々に配置された被照射体に
照射する装置が知られている。あるいは、特開昭６０−
３２０１９号公報に示されるように半導体レーザビーム
が半導体素子の接合面と平行方向の直線偏光であること
を利用し、２個の半導体素子の接合面が相互に垂直にな
るように配置し、２個のレーザ光源から出た直交する２
本のレーザビームを１本のビームに合成し、合成したビ
ームを一つの偏向手段によって偏向走査し、走査後のビ
ームを偏光ビームスプリッタによって再び分離して２個
別々に配置きれた被照射体に照射する装置が知られてい
る。

しかしながら、前記の装置は、複数の走査ビームを得る
には、それと同数の光源が必要となるため、光源用のド
ライブ回路や変調データメモリ回路が走査ビームの本数
に比例して増え、大型化が避けられなかった。また、複
数の光源部を必要とするため、調整箇所の多い複雑な構
成となってぃた。

課ｎを解決するための手段 そこで、本発明に係る多ビーム走査装置は、（ａ）一定
の直線偏光方向のレーザビームを放射する単数のレーザ
光源と、 （ｂ）レーザビームの偏光方向をこれと直交する偏光方
向に任意に変更する偏光方向変更手段と、（ｃ）レーザ
ビーム偏向走査装置と、 （ｄ）レーザビームの偏光方向に対応してレーザ光路を
切り換える手段と、 を備えたことを特徴とする。

作用 即し、一定の直線偏光方向のレーザビームを放射する単
数のレーザ光源から出たレーザビームは、偏光方向変更
手段によってその偏光方向を９０°回転されたレーザビ
ームに任意に変更される。従って、互いに直交する偏光
方向をもった２種のレーザビームが得られ、これらのレ
ーザビームはそれぞれの偏光方向に対応してレーザ光路
を切り換える手段によって別々に分離きれ、これによっ
て単数の光源で複数の走査ビームが得られることとなる
。

実施例 以下、本発明に係る多ビーム走査装置の一実施例を添付
図面に従って説明する。

第１図において、多ビーム走査装置（１）は、光源とし
ての半導体レーザ素子（２）、コリメータレンズ（３）
　、ＰＬＺＴ素子（４）、シリンドリカルレンズ（５）
、ポリゴンミラー（６）とその回転駆動モータ（７）、
ｆθレンズ（８）、偏向ビームスプリッタ（９）、折り
返し用ミラー（１０）、主走査方向の照射スタート位置
検出センサ（以下、ＳＯＳセンサと記す）　（ｌｌａ）
、（ｌｌｂ）　、及びＳＯＳセンサ専用ミラー（１２ａ
）、　（１２ｂ）から構成されている。

単数の半導体レーザ素子（２）、例えばダブルへテロ接
合型半導体レーザ素子等から放射されるレーザビームは
、一定の広がりを有するスポットで、その形は楕円形で
ある。そして、半導体レーザビームは性質上、半導体レ
ーザ素子（２〉の接合面と平行な偏光方向の直線偏光で
ある。該レーザビームはコリメータレンズ（３）によっ
て楕円形の平行光束とされた後、偏光方向変更手段であ
るＰＬＺＴ素子（４）を透過し、シリンドリカルレンズ
（５）によって楕円形のスポット形状をほぼ直線形の形
状にされ、ポリゴンミラー（６）に到達する。

ＰＬＺＴ素子（４）は特性として応答性の優れた電気光
学効果を有し、電圧を印加しない場合は入射光の偏光方
向を変更せず、そのままで透過させ、電圧を印加した場
合は入射光の偏光方向を９０°回転させる性質を持つ。

従って、第１図に示すように、ＰＬＺＴ素子（４）に電
圧を印加しない場合は、半導体レーザ素子（２）の接合
面と平行な偏光方向の入射レーザビームは、その偏光方
向は変更されず、そのまま透過きれるので、半導体レー
ザ素子（２）の接合面と平行な偏光方向の透過レーザビ
ームがポリゴンミラー（６）に到達する。

ポリゴンミラー（６）はモータ（７）によって回転駆動
され、レーザビームはこの回転軸と直交する方向に一定
の角速度で走査されてｒθレンズ（８）に導かれる。ｒ
θレンズ（８）は一定の角速度で走査されたレーザビー
ムを補正して一定の線速度のレーザビームにする。ｆθ
レンズ（８）から出たレーザビームは、ｆθレンズ（８
）と被照射体（１３）の間に設置されている偏向ビーム
スプリッタ（９）に入射する。該偏向ビームスプリッタ
（９）は、半導体レーザ素子（２）の接合面と平行な偏
光方向を有し、入射光がビームスプリッタ（９）と同方
向の偏光方向のときは透過し、直交方向の偏光方向のと
きは反射する性質を持つ。偏向ビームスプリッタ（９）
としては、例えば、偏光分離が行なわれる角度が広いこ
と、透過光の偏移が少ないこと等の理由からいわゆるグ
ラン形偏向ビームスプリッタ等が使用される。偏向ビー
ムスプリッタ（９）への入射レーザビームは、該偏向ビ
ームスプリッタ（９）と同方向の偏光方向となっている
ため透過し、折り返し用ミラー（１０）を介して、被照
射体（１３）に照射される。

第２図は、第１図の多ビーム走査装置（１）と同じ装置
を使用して、ＰＬＺＴ素子（４）に電圧を印加した場合
を示している。

単数の半導体レーザ素子（２）から放射されたレーザビ
ームは、コリメータレンズ（３）、ＰＬＺＴ素子（４）
、シリンドリカルレンズ（５）を通過し、ポリゴンミラ
ー（６）に到達する。このとき、ＰＬＺＴ素子（４）に
電圧を印加しているので、入射レーザビームは、その偏
光方向を９０°回転されて、半導体レーザ素子（２）の
接合面と直交する偏光方向の透過レーザビームとなって
ポリゴンミラー（６）に到達する。ポリゴンミラー（６
）は該レーザビームを偏向走査し、走査されたレーザビ
ームはｒθレンズ（８）を通過し、偏向ビームスプリッ
タ（９）に入射する。偏向ビームスプリッタ（９）は半
導体レーザ素子（２）の接合面と平行な偏光方向を有し
ているため、これと直交する偏光づｉ向の入射レーザビ
ームは反射され、被照射体（１３）に照射きれる。

以上の如く、ＰＬＺＴ素子（４）に電圧を印加していな
ければ、偏向ビームスプリッタ（９）への入射光はビー
ムスプリッタ（９）と同方向の偏光方向となっているた
め透過し、電圧印加すると、入射光はビームスプリッタ
（９）と直交方向の偏光方向となり反射する。従って、
ＰＬＺＴ素子への印加電圧のＯＮ、ＯＦＦによってビー
ムスプリッタ（９）以降のレーザ光路を瞬時に切り換え
ることができる。

一方、ＳＯＳセンサ（ｌｌａ）、　（ｆｌｂ）はポリゴ
ンミラー（６）のミラー面分割の誤差による１走査毎の
照射位置誤差を補正する機能を有し、主走査方向への照
射スタート位置を検出するため、被照射体（１３）の走
査面と等価位置にＳＯＳセンサ専用ミラ（１２ａ）、　
（１２ｂ）を介して設置されている。この主走査方向の
照射スタート位置の基準となるＳＯＳセンサ（ｌｌａ）
、　（ｌｌｂ）からのＳＯＳ信号を受ける毎にＰＬＺＴ
素子（４）への印加電圧を交互にＯＮ。

０ＦＦｔ、、ポリゴンミラー（６）１面に対して１走査
を実行させれば、１走査毎にレーザビームの光路が切り
換わる。そして、各々の光路に対応する所定のデータに
よって光源である半導体レーザ素子（２）の発光変調を
行なうことによって、２本の独立したレーザビームとし
て使用することができる。なお、ビームスプリッタ（９
）に入射しない偏向走査幅内のレーザビームを受光する
ようにＳＯＳセンサを配置すればＳＯＳセンサ１つで両
ビームの検出を行なうこともできる。

本発明を電子写真装置と組み合わせてマルチカラープリ
ンタに適用した実施例を第３図に示す。

第３図においてマルチカラープリンタ（１４）は、半導
体レーザ素子（２）、コリメータレンズ（３）、ＰＬＺ
Ｔ素子（４）、シリンドリカルレンズ（５）、ポリゴン
ミラー（６）とその回転駆動モータ（７）、ｆθレンズ
（８）、偏向ビーｌ、スブリック（９）、折り返し用ミ
ラー（１０）、黒色トナーによる電子写真作像部（１５
ａ）　、赤色トナーによる電子写真作像部（１５ｂ）か
ら構成され、電子写真作像部（１５ａ）、　（１５ｂ）
は、それぞれ感光体ドラム（１７ａ）、　（１７ｂ）を
中心として帯電チャージ＋（１８ａ）、（１８ｂ）　、
現像装置（１９ａ）。

（１９ｂ）　、転写チル−ジャ（２０ａ）、　（２０ｂ
）　、クリーニング装置（２１ａ）、　（２１ｂ＞等か
らｔｔ６゜単数の半導体レーザ素子（２）から放射され
るレーザビームは、コリメークレンズ（３）によって平
行光束とされた後、偏光方向変更手段であるＰＬＺＴ素
子（４）を透過する。このとき、図示されていないが、
主走査方向の照射スタート位置の基準となるＳＯＳセン
サ（ｌｌａ）、　（ｌｌｂ）からのＳＯ８信号を受ける
毎にＰＬＺＴ素子（４）への印加電圧をＯＮ、０ＦＦ１
．、て、相互に直交する偏光方向をもつレーザビームを
交互に伝搬してポリゴンミラー（６）１面に対応した１
走査を実行させれば、１走査毎にレーザビームの光路は
前記第１図、第２図で説明した動作により、偏向ビーム
スプリッタ（９）によってビーム（１６ａ）、　（１６
ｂ）に交互に切り換わる。

レーザビーム（１６ａ）は感光体ドラム（１７ａ）の表
面に入射し、レーザビーム（１６ｂ）は感光体ドラム（
１７ｂ）の表面に入射する。

そして、半導体レーザ素子（２）の変調データとして、
黒印字用のデータバッファと赤印字用のデータバッファ
から１走査毎に１走査分ずつ交互に画像データを伝送さ
せることによって、各感光体ドラム（１７ａ）、　（１
７ｂ）上に各々の色に対応した画像データの静電潜像を
形成する。

この潜像は各々の色の現像装置（１９ａ）、　（１９ｂ
）によって現像され、第３図において右から送り込まれ
た記録紙（２２）にまず赤色トナーが転写され、次に黒
色トナーが転写されることによってマルチカラーのプリ
ントを得ることができる。

［他の実施例］ なお、本発明に係る多ビーム走査装置は以上の実施例に
限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更
することができる。

例えば、レーザ光源は半導体レーザ素子に限定する必要
はなく、一定の直線偏光方向のレーザビームを放射する
ものであれば固体レーザであってもよい。

そして、レーザビームの偏光方向をこれと直交する偏光
方向に任意に変更する偏光方向変更手段としては、ＰＬ
ＺＴ素子に限定される必要はなく、液晶膜その他の電気
光学効果、磁気光学効果を利用して１ｒＬ磁気的制御に
よって入射光に対して直交する透過光が得られる素子で
あってもよいし、透過光が入射光に対して９０°回転し
た偏光になるに波長板を使用して機械的制御によって入
射光に対して直交する透過光を得てもよい。但し、応答
速度が早いＰＬＺＴ素子や液晶は、に波長板を使用した
場合と比較して偏光方向変更速度が早くなるという利点
がある。

ところで、半導体レーザ素子（２）の変調方法は、黒印
字用のデータバッファと赤印字用のデータバッファを別
々に作り、１走査毎にそれぞれのバッファから交互に画
像データを取り出し、伝送させる方法以外に、黒印字用
のデータと赤印字用のデータを１走査分毎に交互に配列
して、一つに編集したビットマツプメモリから順次画像
データを取り出し、伝送きせる方法であってもよい。

また、前記実施例では、本発明を電子写真装置と組み合
わせてマルチカラーブリンクに適用した場合を説明した
が、本発明は単色高密度ブリンクに適用することもでき
る。第３図において、折り返し用ミラー（１０）の折り
返しの傾きを変えて、感光体ドラム（１７ａ）の表面に
照射していたレーザビーム（１６ａ）を感光体ドラム（
１７ｂ）の表面を走査するように変更させ、従来レーザ
ビーム（１６ｂ）のみによって照射していた走査領域を
２分割して、方をレーザビーム（１６ａ）が、他方をレ
ーザビーム（１６ｂ）が照射するように構成してもよい
。これによって、１画素の大きさを従来のにの大きさに
することができるので単色高密度プリントを得ることが
できる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、偏光方
向変更手段と偏光方向に対応してレーザ光路を切り換え
る手段とを組み合わせることによって一つの光源、一つ
の偏向手段により複数の独立した光路が形成され、かつ
高速で光路の切り換えが可能であるため、独立した複数
のデータを高速で記録することができ、このため、非常
に簡単な装置構成の軽量・小型化された多ビーム走査装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る多ビーム走査装置の一実施例を示し
、第１図、第２図は基本構成及び基本動作を示す斜視図
、第３図は第１図、第２図に示した多ビーム走査装置を
備えたマルチカラープリンタの説明図である。 （２）・・・半導体レーザ素子、（４）・・・ＰＬＺＴ
素子、（６）・・・ポリゴンミラー、（９）・・・偏向
ビームスプリッタ、（１３’）・・・被照射体、（１７
ａ）、（１７ｂ）　・−・感光体ドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．一定の直線偏光方向のレーザビームを放射する単数
   のレーザ光源と、レーザビームの偏光方向をこれと直交
   する偏光方向に任意に変更する偏光方向変更手段と、レ
   ーザビーム偏向走査装置と、レーザビームの偏光方向に
   対応してレーザ光路を切り換える手段と、を備えたこと
   を特徴とする多ビーム走査装置。