JPH02272416A - レーザービーム走査装置 - 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） 本発明はディジタル複写機、レーザービームプリンター
等に好適なレーザービーム走査装置に関する。

（従来の技術） 従来より回転鏡や回転多面鏡を用いた光ビーム走査装置
は画像情報の入出力機器として広く用いられている。特
にディジタル複写機やレーザービームプリンターといっ
た出力装置に応用される場合にはハート的に （イ）回転鏡を駆動させるモーターの回転ムラ（ロ）回
転鏡の面積度 （ハ）回転多面鏡の場合には個々の面間相互の分割精度 といった誤差要因が存在し、画像を書き込む際のジッタ
ーの原因となる。

通常これらを補正する為、装置には光ビームに信号を書
き出すタイミングを検知する同期機構が必要とされる。

第２図にその機構を示す。半導体レーザー１より発せら
れた光ビームはコリメーターレンズ及び絞り２によりほ
ぼ平行光にされて所定のビーム径で回転多面鏡３に入射
する。回転多面鏡３は矢印の様な°方向に等角速度の回
転を行っており、この回転に伴って入射した光ビームが
連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。

偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ４．５により集光
作用を受ける。一方、ｆ−θレンズは同時に走査の時間
的な直線性を保証する様な歪曲収差の補正を行う為、光
ビームは感光体６の上に図の矢印の方向に等速で結像走
査される。

感光体６上へのデータの書き込みは半導体レーザー１の
光量制御によって行われる。しかしながらこの走査系に
は前述した（イ）〜（ハ）の様なハード上の誤差がある
ため、通常は１回の走査毎に光ビームの発光のタイミン
グをとるように走査領域外の位置にセンサー８が設置さ
れている。センサー８で走査ビームを検知した時点から
所定のｔ秒後に書き出し信号を送れば前記のハード上の
誤差は自動的に補正されることになる。

レーザービームプリンターの様な出力装置では高速性が
求められるため光ビームは非常に高速で走査されるのが
通常であり、従ってセンサー８としては応答性の良いＰ
ＩＮフォトダイオード等が常用される。また電気的な立
上りの良い性能を得る為に第２図ではスリット７がセン
サー８の前面に設置されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来例ではセンサー８を感光体近傍に
設置しなければならないという欠点が存在している。こ
れは感光体ドラム自体が放電機構等複雑な機構を持って
いること、電気的なノイズの問題といった配置上の問題
や、或いはセンサーの位置を感光体から離すと装置全体
の大きさか大きくなるといったスペース的な問題である
。従って多くの場合は光路の途中に折り返しミラーを配
置し、第２図に破線で示した様な引きまわしが行われて
いる。

しかしながらこの様の引きまわしにはミラーの配置精度
が必要とされること、経時的にミラーの変動があるとセ
ンサーに光に入射されなくなり検知エラーが起こるとい
った問題が存在している。

特に回転多面鏡と感光体までの距離が長い装置の場合に
は折り返しミラーの数が更に増えるので−Ｆ記問題はよ
り重大である。センサーに光がきちんと入る様にする調
整は高精度を要求される為にコストアップの原因ともな
るし、またセンサーと電気回路の間の距離が離れている
と実装上ノイズを拾いやすいという問題も存在していた
。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば走査ビームの同期検知の為の光束を直接
検知する代りに結像面もしくはその近傍で前記光束を−
たん反射、散乱させた後、再度回転多面鏡に入射させて
検知する系を設けることにより、装置全体をコンパクト
にし安定性の良い高精度な検知を可能としたものである
。

（実施例） 第１図及び第３図は本発明の第１実施例を示すものであ
る。

第１図で半導体レーザー１より出射された光ビームはコ
リメーターレンズと較り２によってほぼ平行光の所定の
ビーム径にされ回転多面鏡３に入射する。回転多面ｍ３
は図の矢印の方向に等角速度回転をしており、反射光束
は該多面鏡の回転に伴って連続的に角度を変化させなが
らｆ−θレンズ４に入射する。ｆ−θレンズ４は入射し
た光束に対し集束作用と走査直線性の補正を行い、光束
を感光体トラム６の上に結像させる作用をする。ここ迄
は従来例の第２図と全く同じである。

第１実施例が従来例と異なるのは感光体ドラム６の近傍
に反射拡散素子７が配置されていることである。反射拡
散素子７の位置はビームの結像位置に略合致しており、
入射ビームに対してほぼ垂直に配置されている。反射拡
散素子７によって反射拡散されたビームは種々の方向に
進むが本実施例では元きたｆ−θレンズ４の方向に戻る
光束を捉えることを特徴としている。反射拡散された後
に捉えられる光束は第１図中では破線で示しである。

この光束はｆ−θレンズ４を逆進し回転多面鏡３で反射
されて元きた半導体レーザー１の方向へ戻っていく光と
なる。この光が反射拡散板７の拡散作用で最初に半導体
レーザーｌを発した光束の有効径よりも大きい幅の有効
径を持っているのは第１図の実線と破線の関係に示され
ている通りである。この様な光束の有効径の差を利用し
て第１実施例では穴あきミラー９が配置されている。穴
あきミラー９は最初に半導体レーザー１を発した光を通
過させ、反射拡散されてきた光の光路を曲げる役割をす
る。穴あきミラー９によって反射された光は集光レンズ
１０により結像され迷光防止用のピンホール１１を通過
して光センサ−１２に到達し同期信号が検知されること
になる。光センサ−１２の位置は反射拡散板７と光学的
に共役の関係となっている。

反射拡散素子７は第３図に示す様に光ビームをほとんど
反射しない部分■と、光ビームの反射率の高い部分■と
からなっている。光ビームが図中の矢印の様にＡ−＋Ｂ
−＋Ｃと走査されるに従って反射光の強度は第３図の下
のグラフの様に変化する。反射光は前述した様に第１図
の光センサ−１２で検知され、反射光強度がある一定の
レベルになった所で同期信号が発せられる。そして同期
信号を検知してからｔ秒後に画像の書き込み信号が半導
体レーザーに与えられることになる。

第１実施例では走査ビームの書き始めに配置された反射
拡散素子７の他に、書き終りの近傍の位置に反射拡散素
子８が配置されている。７の反射拡散素子と同様の原理
で反射拡散素子８を走査ビームか通過する時刻が光せン
サー１２によって検知される。走査ビームが反射拡散素
子７を通過する時刻と反射拡散素子８を通過する時刻を
同一のセンサー１２で検知することにより、反射拡散素
子７と８の間を通過する時間Ｔを精度良く検出すること
ができる。走査する領域の前後に反射拡散素子を設ける
ことにより例えばモーター回転の経時変化を補正するこ
とができる。モーター回転の速度が変化すると感光体上
に書き込む走査ビームのスど一部が変化し、これに伴い
半導体レーザーへの書き込み信号のデータ転送スピード
も異ってくる。反射拡散素子７と８の間の走査時間Ｔが
あらかじめ判っていればこの補正係数を算出することが
でき、画像書き込み用の周波数を変化させることによっ
てジッターの無い書き込みを行うことができる。逆に反
射拡散素子７と８の間を通る時間から逆算してモーター
の回転に逆補正をかけることも可能である。

また回転多面鏡はその面積度によっても画像上にジッタ
ーが発生する場合がある。これも予め血筋のジッター量
を検知して記憶させておけば回転多面鏡は回転に伴い周
期的に各面があられれてくるため補正を行うことが可能
である。

（他の実施例） 第１の実施例では反射拡散素子を感光体ドラムの近傍に
配置した例を示した。第４図に示す第２実施例では感光
体ドラム自体の一部に帯状の反射拡散部を形成している
。この様にすれば感光体ドラムと反射拡散部が一体とな
っているため精度の良い検知が行え、わざわざ外部に反
射拡散素子を配置することに伴う調整が不必要となる。

帯状の反射拡散部を複数個設ければ更にきめの細かいジ
ッター補正も可能となる。

第５図に示す第３実施例は回転多面鏡で走査に使ってい
ると別の而を使って反射拡散部からの光を検知する例で
ある。光ディテクターと反射拡散面は前と同じく互いに
共役の関係となっている。

第１実施例では拡散光を捉える目的からｆ−θレンズの
径を従来例よりも大きくする必要かあったが、本実施例
ではｆ−θレンズの大きさが従来例と同じ大きさで良い
ことが特徴である。但し、検知系の方向性の関係から、
走査の前後で反射拡散光を検知しようとすると検知系が
複数個必要とされる。その他ここで述べた手法は回転多
面鏡のみならず、ガルバノ鏡のような１面のみの走査鏡
を用いた時にも容易に応用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では書き込み信号の同期を
とるためのタイミング検知信号を反射拡散させ再び回転
鏡に戻して集光検知することにより、光センサーを含め
た光走査装置がコンパクトに構成できる。拡散光を用い
ている為、光学系の調整に対し鈍感であり、また光源部
と光検知部を近接させることができる為、外部ノイズに
強くコスト的にも有利である。

又、本発明の幾つかの実施例では一走査の間における複
数箇所でのタイミング信号を一つの光ディテクターで検
知できる。この結果電気回路がシンプルに安価で構成で
き、各血筋の補正、或いは経時変化補正といった高特度
補正を加えた高品位な光ビーム書き込みが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例、第２図は従来の実施例、
第３図は第１実施例での反射拡散素子７とのその作用を
説明する図、第４図は本発明の第２実施例、第５図は本
発明の第３実施例である。 図中、１は半導体レーザー素子、２はコリメータレンズ
と絞り、３は回転多面鏡、４はｆ−θレンズ、６は感光
体ドラム、７．８は反射拡ｒｆ！Ｌ素子、９は穴あきミ
ラー、１０は集光レンズ、１１はピンホール、１２は光
センサーである。 第 図 ｄ′−ム走査位置 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から出射されたレーザー光線を回転鏡により
   反射させ結像レンズによって感光体面上に結像走査する
   レーザービーム走査装置において、結像面又はその近傍
   に反射拡散素子を配置し、該反射拡散素子によって反射
   拡散された光を再び回転鏡で反射させて検知することに
   より、前記レーザービーム走査装置の書き込みの同期信
   号のタイミングを検知することを特徴とするレーザービ
   ーム走査装置。
2. （２）前記反射拡散素子が走査を行う領域の前と後に配
   置されていることを特徴とする請求項１記載のレーザー
   ビーム走査装置。