JPH03231217A

JPH03231217A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH03231217A
Application number: JP2513790A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahashi; 浩高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1991-10-15

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〕本発明はレーザ光源を用いた光走査装置に係り、特にレ
ーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置に好
適な光走査装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来のレーザ書き込み装置が適用されているレ
ーザプリンタと原稿読み取り装置からなるデジタル複写
機を示している。

同図において、読み取り原稿を載置するためのコンタク
トガラス１１は、光源１２によって照明され、読み取り
原稿の画像面からの反射光は、ミラー１３，１４．１５
およびレンズ１６を介してＣＣＤイメージセンサ１７の
受光面に結像される。

また光源１２およびミラー１３は、コンタクトガラス１
１の下面をコンタクトガラス１１と平行に移動する走行
体１８に搭載されている。主走査はＣＣＤイメージセン
サ１７の固体走査によって行われる。原稿画像はＣＣＤ
イメージセンサ１７によって１次元的に読み取られ、光
学系が移動する（副走査）ことで原稿全面が走査される
。

この例では読み取りの密度は、主、副走査共に１６画素
／ｍｍに設定され、Ａ３判（２９７ｍｍＸ４２０ｍｍ）
の原稿まで読み取り可能になっている。

次にデジタル複写機を構成するレーザプリンタ装置につ
いて簡単に説明する。

原稿読み取り装置とレーザプリンタとは一体構造の場合
と、構造は別々で電気的にのみ接続される場合とがある
。レーザプリンタには、レーザ書き込み系、画像再生系
、給紙系等が備わっている。

レーザ書き込み系は第７図、第８図に示すように、レー
ザ出カニニット１９、結像レンズ２０、ミラー２１を備
えている。レーザ出カニニット１９の内部には、レーザ
光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速
で定速回転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）Ａが備
わっている。レーザ書き込み系から出力されるレーザ光
は、画像再生系に備わった感光体ドラム２２に照射され
る。

第６図に示すように感光体ドラム２２の周囲には、帯電
チャージャ２３、イレーザ２４、現像ユニット２５、転
写チャージャ２６、分離チャージャ２７、分離爪２８、
クリーニングユニット２９等が備わっている。尚、感光
体ドラム２２の一端近傍のレーザ光を照射される位置に
、主走査同期信号（ＭＳＹＮＣ）を発生ずビームセンサ
３０が配置されている。

像再生のプロセスを簡単に説明すると、感光体ドラム２
２の表面は帯電チャージャ２３によって一様に高電位に
帯電する。その面にレーザ光が照射されると、照射され
た部分は電位が低下する。

レーザ光は記録画素の黒／白に応じてオン／オフ制御さ
れるので、レーザ光の照射によって、感光体面に記録画
像に対応する電位分布、即ち静電潜像が形成される。静
電潜像が形成された部分が現像ユニット２５を通ると、
その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可
視化したトナー像が形成される。トナー像が形成された
部分に、所定のタイミングで記録シートが送り込まれ、
トナシ像に重なる。このトナー像が転写チャージャ２６
によって記録シートに転写された後、記録シートは分離
チャージャ２７によって感光体ドラム２２から分離され
る。分離された記録シートは、搬送ベルト３１によって
搬送され、ヒータを内蔵した定着ユニット３２によって
熱定着された後、排紙トレイ　（図示せず）に排出され
る。

この装置では、給紙系は２系統になっている。

一方の給紙系には、給紙カセット３３が備わっており、
もう一方の給紙系には、給紙カセット３４が備わってい
る。給紙カセット３３内の記録シートは、給紙コロ３５
によって給紙される。給紙カセット３４内の記録シート
は給紙コロ３６によって給紙される。給紙された記録シ
ートは、レジストローラ３７に当接した。状態で一旦停
止し、記録プロセスの進行に同期したタイミングで、感
光体ドラム２２に送り込まれる。尚、図示しないが、各
給紙系には、カセットのシートサイズを検知するサイズ
センサが備わっている。

第９図に従来例の２値書き込み方式のレーザプリンタの
書き込み制御回路を示す。

一般に定電流源３を用い、書き込み２値データによりＬ
Ｄ（レーザダイオード）１に流れる順方向電流をスイッ
チング回路７で切り換え、ＬＤＩをオン、オフする。Ｌ
ＤＩのオン時、−様帯電された感光体を露光し、記録シ
ート上に黒部を形成する。ここで、発光光量の制御は、
ＬＤＩのｌＬ（順方向電流−光出力）特性より、ＬＤＩ
の順方向電流を制御して行う。

ＬＤＩの発光時の光量制御は、ＬＤＩに内蔵されている
ＰＤ（フォトダイオード）２により、その光量をモニタ
して行う。主走査ｌラインまたは１ページ書き込み間の
非画像形成時に、ＬＤＩを発光させ、電流−電圧変換回
路４によりＰＤ２の電流出力を電圧値に変換し、Ａ／Ｄ
コンバータ５でデジタル値に変換し、コントローラへ発
光出力信号として送出する。一方、コントローラは、そ
の発光レベルと規定レベルとの違いを演算して内部カウ
ンタを増減し−べそのデジタルデータを出力する。その
値をデジタル／アナログ変換器６によってＤ／Ａ変換し
、そのアナログレベルで定電流源３の電流値を決定する
。さらに、その電流値による発光量をＰＤ２でモニタす
る。以上のループを内部カウンタの増減とともに繰り返
し、目標値と一致すると内部カウンタを停止し、定電流
源３の電流値が同定され、その順方向電流でＬＤＩを点
灯し、感光体を露光して作像する。

一般に、ＬＤは温度によりＩ−Ｌ特性が大きく変化する
ため、主走査１ラインまたはページ書き込み間で上記Ａ
ＰＣ（八ｕｔｏ　　Ｐｏｗｅｒ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を
実施し、発光光量を一定に保つようにしている。

上述のように従来の画像形成装置におけるレーザ光走査
方法は、多角形のポリゴンミラーの円周方向よりレーザ
光を入射し、ポリゴンミラーの超高速回転により、レー
ザ光を偏向するものであった。

〔発明が解決しようとする課題］上記従来技術においては、円周方向にレーザ光を入射す
るために、ポリゴンミラーが大型化すると共に、ポリゴ
ンミラーの重量と、回転時の風を員のため、回転に要す
るポリゴンモータのトルクも増大するという欠点があっ
た。

さらに、ポリゴンミラーの面精度のみならず、モータ軸
との取り付は精度、バランス等も高画質の光書き込み系
に要求されるという問題があった。

一方、特公昭６３−２３９５号公報には、スキャンガル
バを用い、レーザ光を等速走査させる技術が開示され、
また、ガルバノミラ−を使用したメカニカル光スキャナ
、あるいは音響光学、電気光学結晶を用いた光スキャナ
等も公知となっているが、いずれにおいても、上記と同
様の問題点があった。

本発明の目的は、小型で低コスト、かつ高精度な光走査
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、レーザ光を集光し、回転するミラーでレー
ザ光を反射して走査し、感光体に照射する光走査装置に
おいて、上記ミラーがミラーの回転軸の端面にその軸線
に対して予め設定された角度傾いて形成されていること
によって達成される。

また、上記予め設定された角度が４５″の角度であって
、ミラーで反射されるレーザ光は回転軸の軸線に沿って
入射し、回転軸に対して垂直な方向に出射するように設
定されていることによっても達成される。

さらに、上記ミラーとその回転軸は一体構造で、かつ同
一部材によって形成されていることによっても達成され
る。

〔作用〕

第１の手段によれば、ミラーが回転軸の端面に予め設定
された角度傾いて形成されているので、そのミラーにレ
ーザ光を入射すれば、入射光とミラーのなす角度に応じ
てレーザ光を偏向させ、所定の位置に沿ってレーザ光を
照射することができる。これにより、小型で低コストの
光走査装置を得ることができる。

゛第２の手段によれば、ミラーの回転軸方向よりレーザ
光を入射し、回転するミラーでレーザ光を垂直方向に反
射して偏向し、感光体に照射することでポリゴンミラー
等を用いることなく、小型で低コストの光走査装置を得
ることができる。

また、第３の手段によれば、ミラーとその回転軸を一体
構造でかつ同一部材としたため、上記に加え、ミラーの
バランス等の調整を必要とせず、また、モータ軸とミラ
ーの取り付は精度によるピッチ誤差等の発生を回避でき
る。

〔実施例〕

本発明は、従来光ビームの走査に用いたポリゴンミラー
に代わり、回転軸端部を軸線に対し予め設定された角度
、例えば４５″の角度に傾けて形成した一つあるいは複
数の面を反射面としてレーザ光を反射させ、回転軸を回
転することによりレーザ光を走査するもので、以下の実
施例に基づき説明する。

第１図は本発明に係るレーザ光走査装置の斜視図、第２
図は同装置の側面図である。

レーザ出カニニット１００は、レーザダイオード１０１
、発散するレーザ光を集光するコリメートレンズ１０２
、ビーム径を補正するアパーチャ１０３等を有する。こ
のレーザ光のビーム出力方向はモータ１０５の軸方向で
あり、モータ１０５の軸と一体的に構成された円筒状の
ミラー１０４の軸中央部ヘレーザ光を照射する。

ミラー１０４はこの実施例では、その上面を軸線ｌに対
して上述したように予め設定された角度θ＝４５°の角
度で切断してミラー面１０４ａを形成している。

従って、レーザ光はこのミラー面１０４ａによりミラー
１０４の軸（モータ１０５の軸でもある）の軸＆ｌ／に
対して垂直方向に反射され、モータＩ０５の１回転によ
り、３６０’垂直方向へ走査される。そのレーザ光はｆ
θレンズ等を含む結像し露光走査を行う、これにより、
モータ１０５の１回転により、感光・体１０７上に主走
査１ラインの露光が行われる。また、この走査に必要な
走査角度は４５″程度であり、それ以外の部分、、３１
５の方向には遮光板１１１を有している。この遮光板１
１１の内側部分は黒色で塗装されており、有効走査期間
以外の乱反射、およびフレアの防止を行っている。

図示はしていないが、レーザ出力ユニッ）１００とモー
タ１０５は、同一の取り付はユニットにより位置決めさ
れており、特別な調整手段を用いずに出力レーザ光は、
ミラー１０４のミラー面１０４ａに入射し、軸線ｌに対
し垂直方向へ出射される。

第３図はミラー１０４の各種実施例を示すものであり、
同図（ａ）はミラー面１０４ａが１面の場合、同図（ｂ
ｌは２面の場合、同図（Ｃ）は４面の場合、同図（ｄ）
は６面の場合をそれぞれ示しており、各面は形状、角度
ともに同一である。これによりレーザ光は軸中心とは異
なる位置で軸方向へ入射させることにより走査され、ミ
ラー面（反射面）数に応じて、モータ１０５の１回転に
付き反射面数だけ走査され、従来のポリゴンミラーと同
様な走査速度が得られる。また、このときの走査角度Ｐ
は、反射面数Ｎにより定まり、Ｐ＝３６０”／Ｎで表され、第３図（ｂ）、　（Ｃ１，（ｄ）において、
それぞれ１８０°、９０’、６０”となる。

第４図に、第３図（ｂｌのミラー面が２面の場合のレー
ザ光の反射の様子を示す。同図（ａ）、　（ｂ）は回転
するミラー１０４の回転角度による反射方向を示し、そ
れぞれ下は斜視図、上は平面図であり、ミラー１０４の
時計方向の回転により、同図（Ｃ）のように約１８００
方向へ偏向、走査する。

−船釣に、レーザ光の感光体露光形状（ビーム径）は主
走査方向に短い楕円か円形で行われる。

第５図に楕円の場合の主走査方向１ライン走査のレーザ
光を示す、第５図の例は感光体の主走査の方向と、レニ
ザ光の楕円の長手方向が垂直になるようにレーザ出カニ
ニット１００が設定されており、主走査のレーザ光位置
により楕円のレーザ光形状が傾いていく、その結果、感
光体１０７の主走査位置により、主走査および副走査方
向のレーザ光形状が異なり、感光体の潜像むら、つまり
電子写真の濃度むらを発生させる０以上により、本実施
例においては、感光体上のレーザ光形状を主走査、副走
査方向に等しい円形とし、主走査方向の露光を均一に行
わせる。

なお、本実施例においては、予め設定された角度θを４
５°に設定しているが、この角度は光学系の配置により
適宜選択できるものである。また、角度θとして４５°
以外の角度を設定した場合でも多面ミラーの場合には全
ミラー面について同一τゝの傾き角θ轡形成されることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、レ
ーザ光を反射するミラーをミラーの回転軸の端面に、回
転軸の軸線に対して予め設定された角度傾けて形成した
ので、回転軸の外周側にミラ一部分が張り出すことはな
くなり、小型で低コスト、かつ高精度な光走査装置を提
供することができる。

また、請求項２記戦の発明によれば、ミラーの回転軸方
向よりレーザ光を入射し、回転するミラーでレーザ光を
垂直方向に反射して偏向し、感光体に照射することでポ
リゴンミラー等を用いることなく、小型で低コストの光
走査装置を提供することができる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、ミラーとその回
転軸を一体構造でかつ同一部材としたため、上記に加え
、ミラーのバランス等の調整を必要とせず、また、モー
タ軸とミラーの取り付は精度によるピッチ誤差等の発生
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ光走査装置の斜視図、第２
図は同装置の側面図、第３図はミラーの各実施例の構成
図、第４図は２面ミラーにおけるレーザ光の反射の説明
図、第５図は楕円のレーザ光による不具合の説明図、第
６図は従来例に係るデジタル複写機の構成図、第７図は
レーザ書き込み系の平面図、第８図は同装置の側面図、
第９図は書き込み制御回路図である。１０４　・・・ミラー　１０４　ａ−・・ミラー面、１
０５・・・モータ、ｌ・・・軸線。！−′ 第図第２図第３図１１４図第５図第７図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ光を集光し、回転するミラーでレーザ光を
反射して走査し、感光体に照射する光走査装置において
、上記ミラーがミラーの回転軸の端面にその軸線に対し
て予め設定された角度傾いて形成されていることを特徴
とする光走査装置。
（２）上記予め設定された角度が４５゜の角度であつて
、ミラーで反射されるレーザ光は回転軸の軸線に沿つて
入射し、回転軸に対して垂直な方向に出射するように設
定されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。
（３）上記ミラーとその回転軸は一体構造で、かつ同一
部材によつて形成されていることを特徴とする請求項１
記載の光走査装置。