JPH0580262A - レーザービーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザービームから位置開始タイミング信号
を確実に得て、安定した高精度な記録画像を形成する。 【構成】 同一のレーザードライバ基板２１上に、固体
レーザー素子及びシリコンフォトダイオード２５を搭載
し、レーザービームの一部を装置内の多面鏡２９等の光
学素子を介してシリコンフォトダイオード２５に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザービーム
プリンタ等において、レーザー光源から出射されたレー
ザービームを走査するレーザービーム走査装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号に基づいて明滅点灯する
レーザービームを被走査体上に走査させて記録を行うレ
ーザービーム走査装置が、広く一般に利用されている。

【０００３】この装置の代表的な例としては、ＬＢＰ
（レーザービームプリンタ）がある。このＬＢＰは帯電
した感光体上にレーザービームを走査させて静電潜像を
形成し、これを公知の電子写真プロセスを用いて可視画
像化することによって記録を行うようになっている。こ
のようなＬＢＰを始めとするレーザービーム走査装置に
おいて、歪のない画像を得るためにはレーザービームは
一定速度で被走査体を走査する所謂主走査を行うと共
に、被走査体も主走査方向と直交する方向に一定速度で
移動する所謂副走査を行う必要がある。

【０００４】上述した構成において、画像信号は１走査
分ごとに分けられて、レーザービームの明滅点灯に順次
に変調されるため、画像信号の入力タイミングが主、副
走査作動と同期しないと、記録画像は１走査ごとにずれ
てしまうことになる。このずれを防止するためには、１
走査分の画像信号のタイミングを計って、レーザー発光
部へ送り出すタイミング信号、所謂水平信号が必要とさ
れる。

【０００５】この水平信号は記録に先立って、非記録画
像部を走査するレーザービームの一部を光電素子に導く
ことによって得られている。この光電素子には、レーザ
ービームに対する出力応答速度が速く、かつ精度の高い
水平信号を得ることができることから、シリコンフォト
ダイオードが多用されている。

【０００６】しかしながら、シリコンフォトダイオード
を用いた場合には出力電圧が微弱であるため、水平信号
として使用できるまで増幅しなければならない。従っ
て、増幅回路基板や電力信号線等の追加が必要になっ
て、検出部が大型化してしまい、レーザービームの走査
光路内に直接設置することは保守上からも非常に困難に
なってくる。

【０００７】以上のことから従来においては、シリコン
フォトダイオード及び増幅回路はレーザービームの走査
光路内ではなく別の場所に設置し、光ファイバを用いて
レーザービームを導くことによって水平信号を発生させ
る方法が採られている。

【０００８】図４は従来例の構成図であり、基板１には
レーザーホルダ２が取り付けられ、レーザーホルダ２の
中心は基板１に設けられた固体レーザー素子２ａの光学
中心と一致するように調節されている。更に、レーザー
ホルダ２は本体３の上に固定されている。

【０００９】レーザー素子２ａから出射されたレーザー
ビームは、シリンドリカルレンズ４を透過した後に、時
計廻りに回転する多面鏡５によって偏向され、球面レン
ズ６及びトーリックレンズ７を透過して、矢印Ａの方向
に一定速度で走査を行う。

【００１０】非画像範囲にある走査の最初の位置には反
射ミラー８が設置され、レーザービームを集光レンズ９
に導いている。この集光レンズ９の焦点上には光ファイ
バ１０の先端部が置かれ、入射したレーザービームは光
ファイバ１０を介して離れた場所に設置された増幅回路
基板１１上のシリコンフォトダイオード１２に導かれる
ようになっている。

【００１１】ここで、多面鏡５によって走査されたレー
ザービームは、走査開始の一瞬間だけシリコンフォトダ
イオード１２に入射して水平信号を発生させる。この水
平信号は増幅回路から出力され、画像信号をレーザービ
ーム量信号に変換して１走査分ごとにラインメモリに蓄
える作用をする制御回路１３に入力する。制御回路１３
に水平信号が入力すると、ラインメモリ内に蓄えられた
１走査分のレーザービーム量信号は基板１に向けて出力
し、固体レーザー素子２ａを明滅点灯の同期をとるよう
になっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例には、光ファイバ１０の光学中心がレーザー走査位
置やシリコンフォトダイオード１２の受光中心からずれ
たり、光ファイバ１０の屈曲が大きい場合に、シリコン
フォトダイオード１２に入射するレーザービームの光量
が減衰して、シリコンフォトダイオード１２の出力応答
時間が遅くなったり、Ｓ／Ｎが低下して水平信号の発生
タイミングの精度が劣化したりして、記録画像の品位が
低下するという欠点がある。

【００１３】また、光ファイバ１０に傷や折損等が生じ
た場合には、シリコンフォトダイオード１２にレーザー
ビームが全く届かなくなり、水平信号の発生がなくなっ
て記録作動が停止してしまう危険性もある。

【００１４】このように、従来の水平信号発生手段は光
ファイバ１０を用いてレーザー走査装置の外部に設置さ
れるため、水平信号の発生回路は大型化し保守が容易に
なる反面で、光学位置の調整が煩雑になったり、長い距
離に渡って光を導くために機械的応力に弱いという欠点
を持っている。

【００１５】本発明の目的は、上述した欠点を解消し
て、記録画像の品位を低下させず、記録作動が不時に停
止することがないレーザービーム走査装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係るレーザービーム走査装置は、レーザー
光源から出射されたレーザービームを被走査体上に走査
し、レーザービームの一部を光電素子に導いて１走査分
の前記画像信号の伝送開始タイミング信号を得るレーザ
ービーム走査装置において、前記レーザービーム源及び
前記光電素子を同一基板上に搭載し、前記レーザー光源
から発したレーザービームの一部を装置内の光学部材を
介して前記光電素子に導くことを特徴とするものであ
る。

【００１７】

【作用】上述の構成を有するレーザービーム走査装置
は、同一基板の上にレーザー光源及び光電素子を搭載
し、レーザービームの一部を装置内の光学部材を介して
光電素子に導いてタイミング信号を発生させる。

【００１８】

【実施例】本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１はレーザーユニットの断面図で
あり、図２はレーザービーム走査装置の構成図である。
図１において、レーザードライバ基板２１上には、レー
ザーホルダ２２が設けられ、このホルダ２２内に固体レ
ーザー素子２３、及び固体レーザー素子２３から出射さ
れたレーザービームを平行光に変換するコリメータレン
ズ２４が、固体レーザー素子２３とコリメータレンズ２
４の光学中心が一致するように調整されて固定されてい
る。

【００１９】また、レーザードライバ基板２１上には、
シリコンフォトダイオード２５が共に搭載されており、
更に画像信号をレーザービーム量信号に変換した後に１
走査分ごとにラインメモリに蓄える図示しない制御回路
が組み込まれている。また、シリコンフォトダイオード
２５からの出力を増幅する増幅回路も組み込まれてい
て、この増幅回路からの出力は基板２１内に設けられた
先の制御回路内に入力するように結線されている。

【００２０】図２に示すように、レーザービーム走査装
置の本体２６内には、シリンドリカルレンズ２７、駆動
モータ２８により駆動される多面鏡２９、球面レンズ３
０、ｆ−θレンズ３１、反射ミラー３２及び集光レンズ
３３が設けられている。本体２６にはレーザードライバ
基板２１が取り付けられ、固体レーザー素子２３からの
レーザービームはシリンドリカルレンズ２７と同軸とさ
れており、集光レンズ３３の焦点面にはシリコンフォト
ダイオード２５が位置している。

【００２１】固体レーザー素子２３から出射したレーザ
ービームは、コリメータレンズ２４によって平行光に変
換され、更にシリンドリカルレンズ２７によって多面鏡
２９の反射面上に線状態に結像し、多面鏡２９によって
偏向された後に球面レンズ３０及びトーリックレンズ３
１を透過して、被走査体上にスポット状に集光する。

【００２２】ここで、駆動モータ２８は時計廻りに一定
速度で回転するので、レーザービームは被走査体上を矢
印Ａの方向に一定速度で走査を行う。このとき、最初に
レーザービームが走査する非記録画像の範囲には反射ミ
ラー３２が設けられているため、入射したレーザービー
ムは反射して集光レンズ３３に導かれる。そして、集光
レンズ３３に入射したレーザービームは、シリコンフォ
トダイオード２５の受光面に集光して水平信号を発生さ
せる。

【００２３】レーザードライバ基板２１に画像信号が入
力すると、レーザードライバ基板２１の制御回路は画像
信号をレーザービーム量信号に変換し、その後に１走査
分ごとにラインメモリに蓄えると同時に、シリコンフォ
トダイオード２５から得た信号を増幅して成る水平信号
を基に、レーザービーム量信号をラインメモリから順次
に呼び出して固体レーザー素子２３に出力する。

【００２４】図３は他の実施例を示す構成図であり、こ
こでは先の実施例の多面鏡２９を駆動する駆動モータ２
８、及びレーザービームをシリコンフォトダイオード２
５まで導く構成を変更している。即ち、駆動モータ２８
の回転方向は反時計廻りとされ、レーザービームの走査
方向は矢印Ｂの方向となっている。走査開始時の非画像
範囲には、透明な透過率を有する例えばＰＭＭＡ（ポリ
メチルメタクリレート）で造られた導光材３４が設けら
れ、この導光材３４に入射したレーザービームは内面反
射によって出口３４ａまで導かれるようになっており、
レーザードライバ基板２１上に固体レーザー素子２３と
共に並置したシリコンフォトダイオード２５の受光面
が、導光材３４のレーザービームの出口３４ａに対向さ
れている。

【００２５】かくすることにより、固体レーザー素子２
３を発したレーザ光の一部は本体２６内の光学素子を経
由して、導光材３４を経てシリコンフォトダイオード２
５に戻ってくるので、確実な水平信号を得ることができ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレーザ
ービーム走査装置は、同一基板上にレーザー光源と光電
素子を共に搭載し、レーザービームの一部を装置内の光
学素子を介して光電素子に導くことによって、レーザー
光源をレーザービーム走査装置に固定するだけで無調整
のままタイミング信号を得ることができる。また、レー
ザー光源と光電素子を同一基板上に載置することによっ
て光電素子の増幅回路に用いる電力信号線とレーザー光
源の電力信号線とを共用することができるため、信号線
を大幅に短縮したり結線のプリントサーキット化も可能
になり、回路の小型化、耐ノイズ性の強化及びコストダ
ウンの実現という利点が生まれる。更に、光ファイバの
ような導光部材を装置外部に出さないため、振動や人為
的行為による機械的応力に対しても強くなり、安定して
高精度な記録画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザーユニットの断面図である。

【図２】実施例の構成図である。

【図３】他の実施例の構成図である。

【図４】従来例の構成図である。

【符号の説明】

２１ レーザードライバ基板 ２２ レーザーホルダ ２３ 固体レーザー素子 ２４ シリコンフォトダイオード ３２ 反射ミラー ３３ 集光レンズ ３４ 導光材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光源から出射されたレーザービ
   ームを被走査体上に走査し、レーザービームの一部を光
   電素子に導いて１走査分の前記画像信号の伝送開始タイ
   ミング信号を得るレーザービーム走査装置において、前
   記レーザービーム源及び前記光電素子を同一基板上に搭
   載し、前記レーザー光源から発したレーザービームの一
   部を装置内の光学部材を介して前記光電素子に導くこと
   を特徴とするレーザービーム走査装置。