JPH0380213A

JPH0380213A - レーザ書込装置

Info

Publication number: JPH0380213A
Application number: JP21712689A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Fujii; 光美藤井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1991-04-05

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】及星上皇Ｍ亙公互本発明は、印刷用の版下等の高精細度の画像出力を必要
とするレーザプリンタやレーザプロッタ等に使用される
レーザ書込装置に関する。

監来生抜揉第４図は、高精細度の画像出力を必要とされる場合の従
来のレーザ書込装置の概要を示す、ｌは。

ガスレーザチューブで、常にレーザ発光している。

２は、ビームスプリッタで、ガスレーザチューブｌから
のレーザ光を書込光３と参照光４とに分割する。参照光
４は、ミラー５，６を反射してポリゴンミラー７により
主走査方向に偏向される。書込光３は、ＡＯＭ８により
画像信号９に応じて変調され、ポリゴンミラー７の参照
光４と同じ反射面により主走査方向に偏向される。参照
光４は。

ミラー１０により反射されて多数のホトセンサ１１に導
かれる。この参照光４の入射による入射信号１２は、ク
ロック発生器１３をオンする。これにより、クロック発
生器１３は、ホトセンサ１１の画素数に応じたクロック
信号１４を発生する。

このクロック信号１４と画像信号９に応じて、ＡＤ変換
器１５がＡＯＭ８に変調をかける。その結果、書込光３
は、オン・オフされて感光体ドラム１６上に潜像が形成
される。

が　　しようとするしかし、この従来のレーザ書込装置では、次のような欠
点があった。

■　ガスレーザチューブ１の寿命が約２００〜３００時
間程度であり、半導体レーザの１０分の１の値である。

■　ガスレーザは、直接変調をかけてオン・オフできな
いため、ＡＯＭ８により書込光３に変調をかける必要が
ある。そのため、装置が大型化する。

■　クロック信号１４を作成するための参照光４を検出
するホトセンサ１１は、全書込領域を分割してその分割
域の始めに位置決めされている。

このため、その先頭での各行の画素のアライメントは保
たれるが、それ以外の所では、ポリゴンモータ１７のサ
ーボ系のハンチング等により回転速度が変動すると、ア
ライメントが保たれない。

本発明の目的は、このような欠点を解決し、ＡＯＭを省
略して小型化を図るとともに、各行の任意点で参照光を
検出できるようにして、画素の全領域でのアライメント
を保証できるようにすることにある。

Ｌを　　するための本発明では、レーザ光源を、書込光と参照光とをそれぞ
れ発光する２つの発光点を有するレーザダイオードアレ
ーで構成する。また、コリメータレンズ、第１ビームエ
キスパンダ、シリンドリカルレンズ、第２ビームエキス
パンダ、ポリゴンミラー　ｆθレンズで構成される光学
系により、前記書込光と参照光とが副走査方向に２〜３
醜の距離をおいて感光体上に集光され、かつ参照光はミ
ラーにより反射されて感光体とほぼ同一長さを有する一
次元の位置検出器に導かれるようにする。

この位置検出器は、ＰＮ接合を有し、かつＰ層とＮ層の
間に設けられた高抵抗層により光電流分割を行なう型式
であることが好ましい。

生−一且レーザ光源として２つの発光点を有するレーザダイオー
ドアレイを使用することにより、ガスレーザに比べ１０
倍の寿命が得られる。またレーザダイオードは、直接変
調が可能なため、ＡＯＭを省略できる。

上記のような光学系を使用することにより、書込光と参
照先の間隔を感光体の近傍で２〜３ｍｍに拡大できるた
め、ミラーで一次元位置検出器に集光できる。従って、
各行の一次元位置検出器の任意の点で参照光を検出でき
るため、画素のアライメントの保証領域を拡大できる。

上記のような型式の一次元位置検出器は、ＣＣＤ型固体
撮像素子と異なり画素非分解型素子であるため、高精度
の分解能を有し、連続的位置計測が可能である。また、
長尺の素子製造が容易で、感光体と同幅の素子を使用す
ることができ、−次元位置検出器に参照光を導くための
光学系が不要になる。

遺二」し二牲以下、本発明の実施例を図面に従い詳述する。

第１図は１本発明によるレーザ書込装置の概要を示す。

この装置は、レーザ光源として、書込光と参照光のため
の２つの発光点を有するレーザダイオードアレイ２０を
使用し、これと２つのユニットとで構成されている。第
１のユニットは、レンズ系で、レーザダイオードアレイ
２０からの書込光２１と参照光２２とを感光体ドラム２
３と一次元位置検出器２４へそれぞれ導く、第２のユニ
ットは、制御系で、−次元位置検出器２４の位置検出信
号により画像クロック２５を作威し、書込光２１を画像
データ２６により制御する。

レンズ系は、コリメータレンズ２７．第１ビームエキス
パンダ２８、シリンドリカルレンズ２９゜第２ビームエ
キスパンダ３０、ポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３２
及びミラー３３により構成される。このレンズ系は、レ
ーザダイオードアレイ２０のレーザビームを変換させて
ｆθレンズ３２を出射した書込光２１のビームウェイト
が感光体ドラム２３面上になるように、かつそのビーム
径が規定の直径になるように構成されている。また。

レーザダイオードアレイ２０の２つの発光点のピッチは
、約０．１ｍｍで、この間隔を、感光体ドラム２３面の
近傍において副走査方向に２〜３ｍに拡大するように構
成されている。

制御系は１画像データ２６と画像クロック２５とにより
レーザダイオードアレイ２０の書込光２１を変調し参照
光２２を常に点灯させるレーザドライブ回路３４と、感
光体ドラム２３とほぼ同じ長さでこれと平行に配置され
参照光２２の中心位Ｍ３５を検出する一次元位置検出器
２４と、その中心位！！３５の変化を検出する位置検出
回路３６と、該位置検出回路３６からの１画素ピッチ分
だけの参照光２２の中心位置３５の変化があったとき画
像クロック２５を発生するクロック発生回路３７とで構
成される。

次に、この装置の動作を説明すると、各行の書込開始位
置を検出する同期検知動作と、感光体ドラム２３の位置
に対応して画素を書き込む書込動作の２つの動作モード
がある。

同期検知動作は、ポリゴンミラー３１の回転とともに参
照光２２の中心は位置検出器２４上を矢印方向に移動す
る。そして、該位置検出器２４からの出力が書込開始位
置に対応した電圧Ｖ、に等しくなったことを検出する。

書込動作は、ポリゴンミラー３１の回転とともに参照光
２２の中心が位置検出器２４上を１画素ピッチ分だけ移
動したとき、クロック発生回路３７より画像クロック３
２を発生する。この画像クロック３２に同期して画像デ
ータ２６をレーザドライブ回路３４に読み込み、その画
像データ２６に応じて書込光２１をオン・オフする。こ
のような書込動作を感光体ドラム２３の１行にわたって
行うことにより、１行分の潜像が感光体ドラム２３上に
形成される。ポリゴンミラー３１がさらに回転すること
により、書込光２１と参照光２２は、ポリゴンミラー３
１の次の反射面により感光体ドラム２３上と位置検出器
２４上とをそれぞれ走査する。

第２図に、−次元位置検出器２４の断面構造を示す、こ
の位置検出器２４は、ＰＮ接合を有し。

かつＰＪ！３８とＮ層３９の間に設けられた高抵抗層４
０により光電流分割を行なう型式で、第１電極４１と第
２電極４２とは信号取出用電極、第３電極４３は基板の
共通電極である。参照光２２の入射位置で発生したキャ
リアは、光電流４４として高抵抗層４０に到達し、それ
ぞれの電極までの抵抗値の逆比例するように分割され、
第１電極４１と第２電極４２とから取り出される。この
光電流を工。とするとき、第１電極４１と第２電極４２
とからそれぞれ取り出される電流Ｉ、、Ｉ、は。

Ｉ、＝１．　　　（（ＲＬ−ＲＸ）／ＲＬ）　・・・・
・・（１）Ｉ、＝Ｉ。　　（ＲＸ／ＲＬ）　　　　　　
・−・−（２）高抵抗層４０は均一であり、長さと抵抗
値は一致するため、（１）、（２）は ■、＝工。　　　（（Ｌ−ｘ　）／Ｌ）　　　・・・・
・・（３）Ｌ＝Ｉｏ（ｘ／Ｌ）　　　　　　　　　　・
・・・・・（４）（３）、（４）よりｘ＝Ｌ／　　（１＋　　（Ｉｔ　　／　Ｉｓ　　））　
　　”””（５）（５）において、工、／Ｌ及びＬは既
知であるから、Ｘは求められる。

第３図は上記レンズ系の光路説明図で、（ａ）は副走査
方向、（ｂ）は主走査方向である。４５はレーザダイオ
ードアレイ２０の発光面で、２つの発光点は約０．１ｍ
離れている。コリメータレンズ３８は、レーザダイオー
ドアレイ２０からのビームを平行光に変換する。２つの
ビームエキスパンダ２８・３０及びシリンドリカルレン
ズ２９によりビーム径の変換を行い、ポリゴンミラー３
１により偏向し、ｆθレンズ３２により感光体ドラム２
３上に集光する。この場合、レーザ光源として２つの発
光点を有するレーザダイオードアレイ２０を使用してい
るため、従来のガスレーザに比べ１０倍の寿命が得られ
る。また、レーザダイオードアレイは、直接変調可能で
あるため、ＡＯＭを省略できる。

五旦立党来本発明によれば、次のような効果ある。

■　レーザ光源として２つの発光点を有するレーザダイ
オードアレイを使用することにより、ガスレーザに比べ
１０倍の寿命が得られる。

■　レーザダイオードは、直接変調が可能なため。

ＡＯＭを省略でき、小型化が図れる。

■　書込光と参照光の間隔を感光体の近傍で２〜３■に
拡大できるため、ミラーで一次元位置検出器に集光でき
る。従って、各行の一次元位置検出器の任意の点で参照
光を検出できるため、画素のアライメントの保証領域を
拡大できる。

■　本発明で使用する一次元位置検出器は、ＣＣＤ型固
体撮像素子と異なり画素非分解型素子であるため、高精
度の分解能を有し、連続的位置計測が可能である。また
、長尺の素子製造が容易で、感光体と同幅の素子を使用
することができ、−次元位置検出器に参照光を導くため
の光学系が不要になり、低コストで高精度の位置検出が
できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明によるレーザ書込装置の概要を示す説明
図、第２図はその位置検出器の断面構造図、第３図はレ
ンズ系の光路説明図で、（ａ）は副走査方向、（ｂ）は
主走査方向である。また第４図は従来例の概要図である
。２０・・・・・・レーザダイオードアレイ、２１・・・
・・・書込光、２２・・・・・・参照光、２３・・・・
・・感光体ドラム、２４・・・・・・位置検出器、２７
・・・・・・コリメータレンズ。２８・・・・・・第１ビームエキスパンダ、２９・・・
・・・シリンドリカルレンズ、３０・・・・・・第２ビ
ームエキスパンダ、“３１・・・・・・ポリゴンミラー
、３２・・・・・・ｆθレンズ、３３・・・・・・ミラ
ー

Claims

【特許請求の範囲】１、レーザ光源からの書込光で感光体上に潜像を形成し
、参照光で前記書込光の感光体上での位置を検出するレ
ーザ書込装置において、前記レーザ光源を、前記書込光と参照光とをそれぞれ発
光する２つの発光点を有するレーザダイオードアレーで
構成したこと、コリメータレンズ、第１ビームエキスパンダ、シリンド
リカルレンズ、第２ビームエキスパンダ、ポリゴンミラ
ー、ｆθレンズで構成される光学系により、前記書込光
と参照光とが副走査方向に距離をおいて前記感光体上に
集光され、かつ参照光はミラーにより反射されて感光体
とほぼ同一長さを有する一次元の位置検出器に導かれる
こと、を特徴とするレーザ書込装置。２、前記位置検出器は、ＰＮ接合を有し、かつＰ層とＮ
層の間に設けられた高抵抗層により光電流分割を行なう
型式であることを特徴とする、前記請求項１記載のレー
ザ書込装置。