JPH06102462A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH06102462A JPH06102462A JP27343892A JP27343892A JPH06102462A JP H06102462 A JPH06102462 A JP H06102462A JP 27343892 A JP27343892 A JP 27343892A JP 27343892 A JP27343892 A JP 27343892A JP H06102462 A JPH06102462 A JP H06102462A
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- polygon mirror
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリゴンミラーを用いて光走査を行う光走査
装置の高速化を実現する。 【構成】 光走査を行うための回転反射鏡装置５を複数
のポリゴンミラー５１，５２で構成し、各ポリゴンミラ
ーを同軸に一体化するとともに、その個数に応じた角度
だけその反射面の向く位相角度をずらし、かつ各ポリゴ
ンミラー５１，５２には各々の光走査に対応した周期で
順序的に光を投射するように構成する（レーザ発振器
１，音響光学スイッチ素子２，音響光学偏向素子３，ビ
ーム整形レンズ４Ａ，４Ｂ）。１つのポリゴンミラーの
走査が停止されている間は、他のポリゴンミラーによる
走査が行われ、各ポリゴンミラーが相補的に動作するこ
とで光走査の高速化が実現される。
装置の高速化を実現する。 【構成】 光走査を行うための回転反射鏡装置５を複数
のポリゴンミラー５１，５２で構成し、各ポリゴンミラ
ーを同軸に一体化するとともに、その個数に応じた角度
だけその反射面の向く位相角度をずらし、かつ各ポリゴ
ンミラー５１，５２には各々の光走査に対応した周期で
順序的に光を投射するように構成する（レーザ発振器
１，音響光学スイッチ素子２，音響光学偏向素子３，ビ
ーム整形レンズ４Ａ，４Ｂ）。１つのポリゴンミラーの
走査が停止されている間は、他のポリゴンミラーによる
走査が行われ、各ポリゴンミラーが相補的に動作するこ
とで光走査の高速化が実現される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転する回転反射鏡装置
を用いた光走査装置の改良に関する。
を用いた光走査装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、レーザプリンタ等においてパタ
ーン描画を行うための光走査装置として、従来から回転
反射鏡装置、即ちポリゴンミラーを用いたものが提供さ
れている。この光走査装置は、図６に概略構成を示すよ
うに、レーザ光を発生するレーザ光源としてのレーザ発
振器１と、ビーム整形レンズ４と、レーザ発振器から射
出されるレーザ光を回転しながら反射させるポリゴンミ
ラー５Ａと、反射された光を感光体７の表面に結像させ
るための結像光学系６とで構成される。この光走査装置
では、ポリゴンミラー５Ａが回転されると、その回転動
作に伴ってレーザ光に対する反射面の角度が変化される
ため、レーザ光の反射方向が変化され、その変化方向に
レーザ光を走査することが可能となる。
ーン描画を行うための光走査装置として、従来から回転
反射鏡装置、即ちポリゴンミラーを用いたものが提供さ
れている。この光走査装置は、図６に概略構成を示すよ
うに、レーザ光を発生するレーザ光源としてのレーザ発
振器１と、ビーム整形レンズ４と、レーザ発振器から射
出されるレーザ光を回転しながら反射させるポリゴンミ
ラー５Ａと、反射された光を感光体７の表面に結像させ
るための結像光学系６とで構成される。この光走査装置
では、ポリゴンミラー５Ａが回転されると、その回転動
作に伴ってレーザ光に対する反射面の角度が変化される
ため、レーザ光の反射方向が変化され、その変化方向に
レーザ光を走査することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この光走査装置では、
ポリゴンミラー５Ａで反射される光が感光体７の所要領
域に投射される期間では有効であるが、それ以外の回転
角度期間ではポリゴンミラーの反射光は無効となる。例
えば、図７のようにポリゴンミラーの角部に投射される
ときは反射光が正しく反射されない場合があるために無
効となる。通常では、同図のように、１つの反射面の中
心角度θ１に対して斜線で示す中心角度θ２だけ有効に
利用されているのに過ぎないため、ポリゴンミラー全体
からみると、その回転角度の略１／２の領域が有効に利
用されているのに過ぎず、それ以外の角度領域に対応す
る期間では実質的な光走査ができなくなる。このため、
この期間の時間が無駄となり光走査を高速化する際の障
害となる。
ポリゴンミラー５Ａで反射される光が感光体７の所要領
域に投射される期間では有効であるが、それ以外の回転
角度期間ではポリゴンミラーの反射光は無効となる。例
えば、図７のようにポリゴンミラーの角部に投射される
ときは反射光が正しく反射されない場合があるために無
効となる。通常では、同図のように、１つの反射面の中
心角度θ１に対して斜線で示す中心角度θ２だけ有効に
利用されているのに過ぎないため、ポリゴンミラー全体
からみると、その回転角度の略１／２の領域が有効に利
用されているのに過ぎず、それ以外の角度領域に対応す
る期間では実質的な光走査ができなくなる。このため、
この期間の時間が無駄となり光走査を高速化する際の障
害となる。
【０００４】これを回避するためには、ポリゴンミラー
の回転速度を高めれば、走査停止時間を短縮することが
可能となるが、光走査速度が速くなると感光体に対する
露光量（光強度×投射時間）が小さくなり、有効な光走
査ができなくなる。そのため、レーザ発振器に高出力の
ものが必要となり、装置の大型化、高価格化をまねくこ
とになる。一方、レーザ発振器の高出力化が実現できる
場合でも、機械的或いは電気的な理由からポリゴンミラ
ーの回転速度の高速化が困難な場合には、光走査の高速
化には限界が生じる。本発明の目的は、光走査の高速化
を可能にした光走査装置を提供することにある。
の回転速度を高めれば、走査停止時間を短縮することが
可能となるが、光走査速度が速くなると感光体に対する
露光量（光強度×投射時間）が小さくなり、有効な光走
査ができなくなる。そのため、レーザ発振器に高出力の
ものが必要となり、装置の大型化、高価格化をまねくこ
とになる。一方、レーザ発振器の高出力化が実現できる
場合でも、機械的或いは電気的な理由からポリゴンミラ
ーの回転速度の高速化が困難な場合には、光走査の高速
化には限界が生じる。本発明の目的は、光走査の高速化
を可能にした光走査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光走査を行う
ための回転反射鏡装置を複数個のポリゴンミラーで構成
し、各ポリゴンミラーを同軸に一体化するとともに、そ
の個数に応じた角度だけその反射面の向く位相角度をず
らし、かつ各ポリゴンミラーには各々の光走査に対応し
た周期で順序的に光を投射するように構成する。
ための回転反射鏡装置を複数個のポリゴンミラーで構成
し、各ポリゴンミラーを同軸に一体化するとともに、そ
の個数に応じた角度だけその反射面の向く位相角度をず
らし、かつ各ポリゴンミラーには各々の光走査に対応し
た周期で順序的に光を投射するように構成する。
【０００６】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明をレーザプリンタに適用した一実施例
の全体構成を示す図である。同図のように、レーザ光源
としてのレーザ発振器１を有しており、このレーザ発振
器にはコリメータレンズが内蔵され、射出されるレーザ
光は平行な光束とされる。この射出された光は音響光学
スイッチ素子２及び音響光学偏向素子３を通され、かつ
ビーム整形レンズ４Ａを透過した後、回転駆動される回
転反射鏡装置５で反射され、かつｆθレンズ等の結像光
学系６を通って感光ドラム７等の像面に走査されながら
結像される。
る。図１は本発明をレーザプリンタに適用した一実施例
の全体構成を示す図である。同図のように、レーザ光源
としてのレーザ発振器１を有しており、このレーザ発振
器にはコリメータレンズが内蔵され、射出されるレーザ
光は平行な光束とされる。この射出された光は音響光学
スイッチ素子２及び音響光学偏向素子３を通され、かつ
ビーム整形レンズ４Ａを透過した後、回転駆動される回
転反射鏡装置５で反射され、かつｆθレンズ等の結像光
学系６を通って感光ドラム７等の像面に走査されながら
結像される。
【０００７】前記回転反射鏡装置５は、図２に平面構成
を示すように、ここでは水平方向に回転される２つの六
角鏡のポリゴンミラー５１，５２を軸方向の上下に重ね
た構成とされており、各ポリゴンミラー５１，５２は反
射面の向きが１／２位相、即ち回転方向に１／２ピッチ
となる角度θ０だけ中心角位置がずらされ、かつ両者は
一体的に回転駆動される。前記音響光学スイッチ素子２
は、超音波により非回折状態（開状態）と回折状態（閉
状態）に切り替えられる素子であり、この素子を開閉制
御することでレーザ光をオン・オフ変調することができ
る。また、前記音響光学偏向素子３は、超音波により透
過される光の射出方向を選択的に偏向させることができ
る素子である。
を示すように、ここでは水平方向に回転される２つの六
角鏡のポリゴンミラー５１，５２を軸方向の上下に重ね
た構成とされており、各ポリゴンミラー５１，５２は反
射面の向きが１／２位相、即ち回転方向に１／２ピッチ
となる角度θ０だけ中心角位置がずらされ、かつ両者は
一体的に回転駆動される。前記音響光学スイッチ素子２
は、超音波により非回折状態（開状態）と回折状態（閉
状態）に切り替えられる素子であり、この素子を開閉制
御することでレーザ光をオン・オフ変調することができ
る。また、前記音響光学偏向素子３は、超音波により透
過される光の射出方向を選択的に偏向させることができ
る素子である。
【０００８】そして、前記音響光学偏向素子３から出力
される偏向されないレーザ光は前記回転反射鏡装置５の
上側のポリゴンミラー５１に入射されるように構成す
る。また、音響光学偏向素子３から出力される偏向され
たレーザ光は、ミラー３１，３２によって反射された
後、ビーム整形レンズ４Ｂを通って前記回転反射鏡装置
５の下側のポリゴンミラー５２に入射されるように構成
する。なお、前記結像光学系６は、前記回転反射鏡装置
のいずれのポリゴンミラー５１，５２から反射された光
も、同じ反射角度で入射された光は同一走査線上に結像
するように構成される。
される偏向されないレーザ光は前記回転反射鏡装置５の
上側のポリゴンミラー５１に入射されるように構成す
る。また、音響光学偏向素子３から出力される偏向され
たレーザ光は、ミラー３１，３２によって反射された
後、ビーム整形レンズ４Ｂを通って前記回転反射鏡装置
５の下側のポリゴンミラー５２に入射されるように構成
する。なお、前記結像光学系６は、前記回転反射鏡装置
のいずれのポリゴンミラー５１，５２から反射された光
も、同じ反射角度で入射された光は同一走査線上に結像
するように構成される。
【０００９】この構成によれば、回転反射鏡装置５が１
／６回転すると、この間は例えば上側のポリゴンミラー
５１によってレーザ光が反射され、結像光学系６によっ
て感光体に結像されて走査が行われるが、この上側のポ
リゴンミラー５１の有効走査期間は従来と同様に１／１
２回転の期間である。ところが、これと一体的に下側の
ポリゴンミラー５２が回転され、しかもこのポリゴンミ
ラー５２は上側のポリゴンミラー５１に対して１／２ピ
ッチだけ反射面の方向がずれているため、上側のポリゴ
ンミラーの無効な１／１２回転の期間には下側のポリゴ
ンミラーが有効に機能することになる。
／６回転すると、この間は例えば上側のポリゴンミラー
５１によってレーザ光が反射され、結像光学系６によっ
て感光体に結像されて走査が行われるが、この上側のポ
リゴンミラー５１の有効走査期間は従来と同様に１／１
２回転の期間である。ところが、これと一体的に下側の
ポリゴンミラー５２が回転され、しかもこのポリゴンミ
ラー５２は上側のポリゴンミラー５１に対して１／２ピ
ッチだけ反射面の方向がずれているため、上側のポリゴ
ンミラーの無効な１／１２回転の期間には下側のポリゴ
ンミラーが有効に機能することになる。
【００１０】したがって、音響光学偏向素子３に入力す
る超音波を回転反射鏡装置５の回転周期の１／１２毎に
切り替える。これにより、音響光学偏向素子３から射出
される光は回転反射鏡装置の回転周期の１／１２毎に、
真直状態と偏向された状態で交互に射出され、真直な場
合には上側のポリゴンミラー５１に投射され、偏向され
た場合にはミラー３１，３２で反射された後に下側のポ
リゴンミラー５２に投射される。
る超音波を回転反射鏡装置５の回転周期の１／１２毎に
切り替える。これにより、音響光学偏向素子３から射出
される光は回転反射鏡装置の回転周期の１／１２毎に、
真直状態と偏向された状態で交互に射出され、真直な場
合には上側のポリゴンミラー５１に投射され、偏向され
た場合にはミラー３１，３２で反射された後に下側のポ
リゴンミラー５２に投射される。
【００１１】これにより、図３に示すように、上側のポ
リゴンミラー５１の反射光と、下側のポリゴンミラー５
２の反射光とが１／１２回転毎に切り替えられて感光体
に有効に走査されることになり、一方のポリゴンミラー
の無効な期間には他方のポリゴンミラーが有効に動作
し、両ポリゴンミラーが相補的に動作し、結果として回
転反射鏡装置の全ての回転期間において有効に動作され
ることになる。同図において、斜線期間が各ポリゴンミ
ラーの有効期間である。したがって、回転反射鏡装置の
回転速度が同じであれば、従来に比較して２倍の有効な
光走査が可能とされ、光走査の高速化が実現される。
リゴンミラー５１の反射光と、下側のポリゴンミラー５
２の反射光とが１／１２回転毎に切り替えられて感光体
に有効に走査されることになり、一方のポリゴンミラー
の無効な期間には他方のポリゴンミラーが有効に動作
し、両ポリゴンミラーが相補的に動作し、結果として回
転反射鏡装置の全ての回転期間において有効に動作され
ることになる。同図において、斜線期間が各ポリゴンミ
ラーの有効期間である。したがって、回転反射鏡装置の
回転速度が同じであれば、従来に比較して２倍の有効な
光走査が可能とされ、光走査の高速化が実現される。
【００１２】図４は本発明の第２実施例の構成図であ
る。ここでは、２つのレーザ発振器１１，１２を回転反
射鏡装置５の上下の各ポリゴンミラー５１，５２に対応
して配置するとともに、各レーザ発振器の出力側にシャ
ッタ８１，８２を配設し、これらのシャッタ８１，８２
を交互に開閉させるように構成している。このシャッタ
には機械式なシャッタや、前記したような音響光学スイ
ッチ素子等が利用できる。この構成では、シャッタ８
１，８２を交互に開閉させることで、レーザ発振器１
１，１２のいずれか一方のレーザ光が選択的にビーム整
形レンズ４Ａ又は４Ｂを通して回転反射鏡装置５に投射
され、対応するポリゴンミラー５１，５２により反射さ
れ、光走査が行われる。したがって、両シャッタ８１，
８２を回転反射鏡装置５の回転周期に対応させて選択的
に開閉して各ポリゴンミラー５１，５２に交互に光を投
射させることで、前記実施例と同様に回転反射鏡装置の
全回転中の有効な光走査を可能とする。
る。ここでは、２つのレーザ発振器１１，１２を回転反
射鏡装置５の上下の各ポリゴンミラー５１，５２に対応
して配置するとともに、各レーザ発振器の出力側にシャ
ッタ８１，８２を配設し、これらのシャッタ８１，８２
を交互に開閉させるように構成している。このシャッタ
には機械式なシャッタや、前記したような音響光学スイ
ッチ素子等が利用できる。この構成では、シャッタ８
１，８２を交互に開閉させることで、レーザ発振器１
１，１２のいずれか一方のレーザ光が選択的にビーム整
形レンズ４Ａ又は４Ｂを通して回転反射鏡装置５に投射
され、対応するポリゴンミラー５１，５２により反射さ
れ、光走査が行われる。したがって、両シャッタ８１，
８２を回転反射鏡装置５の回転周期に対応させて選択的
に開閉して各ポリゴンミラー５１，５２に交互に光を投
射させることで、前記実施例と同様に回転反射鏡装置の
全回転中の有効な光走査を可能とする。
【００１３】図５は本発明の第３実施例の構成図であ
る。この実施例では、レーザ発光出力に２倍の出力のレ
ーザ発振器が得られる場合に有効である。即ち、１つの
レーザ発振器１Ａの出力をビームスプリッタ９で２分岐
し、分岐したレーザ光の一方はそのまま直進させ、シャ
ッタ８１を通して回転反射鏡装置５の上側のポリゴンミ
ラー５１に入射させ、レーザ光の他方はミラー９１で反
射させた上でシャッタ８２を通して下側のポリゴンミラ
ー５２に入射させている。この構成においても、回転反
射鏡装置５の回転周期に合わせてシャッタ８１，８２を
選択的に開閉させることで、回転反射鏡装置の各ポリゴ
ンミラー５１，５２による光走査を交互に行わせ、有効
な光走査を可能とする。
る。この実施例では、レーザ発光出力に２倍の出力のレ
ーザ発振器が得られる場合に有効である。即ち、１つの
レーザ発振器１Ａの出力をビームスプリッタ９で２分岐
し、分岐したレーザ光の一方はそのまま直進させ、シャ
ッタ８１を通して回転反射鏡装置５の上側のポリゴンミ
ラー５１に入射させ、レーザ光の他方はミラー９１で反
射させた上でシャッタ８２を通して下側のポリゴンミラ
ー５２に入射させている。この構成においても、回転反
射鏡装置５の回転周期に合わせてシャッタ８１，８２を
選択的に開閉させることで、回転反射鏡装置の各ポリゴ
ンミラー５１，５２による光走査を交互に行わせ、有効
な光走査を可能とする。
【００１４】したがって、回転反射鏡装置の回転速度が
一定の場合には、従来の略２倍の光走査速度を得ること
ができる。このことは、ボリゴンミラーの回転速度に限
界が生じている場合でも、光走査速度を更に向上させる
ことができることになる。なお、本発明はポリゴンミラ
ーの有効期間に応じて、３個以上のポリゴンミラーを同
軸配置し、各ポリゴンミラーを１／個数ピッチの中心角
でずらし、各ポリゴンミラーに選択的にレーザ光が投射
されるように構成してもよい。また、本発明は複数のポ
リゴンミラーを一体に成形した構成としてもよい。
一定の場合には、従来の略２倍の光走査速度を得ること
ができる。このことは、ボリゴンミラーの回転速度に限
界が生じている場合でも、光走査速度を更に向上させる
ことができることになる。なお、本発明はポリゴンミラ
ーの有効期間に応じて、３個以上のポリゴンミラーを同
軸配置し、各ポリゴンミラーを１／個数ピッチの中心角
でずらし、各ポリゴンミラーに選択的にレーザ光が投射
されるように構成してもよい。また、本発明は複数のポ
リゴンミラーを一体に成形した構成としてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転反射
鏡装置を複数個のポリゴンミラーで構成し、かつ各ポリ
ゴンミラーを同軸に一体化させ、かつその個数に応じた
角度だけその中心角度位置をずらし、かつ各ポリゴンミ
ラーにはその回転速度に対応した周期で順序的に光を投
射して光走査を行うので、１つのポリゴンミラーの走査
停止期間には他のポリゴンミラーの走査が行われ、各ポ
リゴンミラーが相補的に動作することで走査停止時間を
解消し、結果として光走査の高速化を容易に実現するこ
とができる。
鏡装置を複数個のポリゴンミラーで構成し、かつ各ポリ
ゴンミラーを同軸に一体化させ、かつその個数に応じた
角度だけその中心角度位置をずらし、かつ各ポリゴンミ
ラーにはその回転速度に対応した周期で順序的に光を投
射して光走査を行うので、１つのポリゴンミラーの走査
停止期間には他のポリゴンミラーの走査が行われ、各ポ
リゴンミラーが相補的に動作することで走査停止時間を
解消し、結果として光走査の高速化を容易に実現するこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す概略斜視図で
ある。
ある。
【図２】回転反射鏡装置の平面図である。
【図３】回転反射鏡装置の各ポリゴンミラーの有効走査
期間を示す図である。
期間を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例の構成を示す模式的な側面
図である。
図である。
【図５】本発明の第３実施例の構成を示す模式的な側面
図である。
図である。
【図６】従来のレーザ光走査装置の概略斜視図である。
【図７】従来のポリゴンミラーにおける不具合を説明す
るための平面図である。
るための平面図である。
１，１１，１２ レーザ発振器 ２ 音響光学スイッチ素子 ３ 音響光学偏向素子 ４，４Ａ，４Ｂ ビーム整形レンズ ５ 回転反射鏡装置 ５１，５２，５Ａ ポリゴンミラー ６ 結像光学系 ７ 感光体（感光ドラム） ８１，８２ シャッタ
Claims (1)
- 【請求項１】 投射された光を回転反射鏡装置で反射さ
せて光走査を行う光走査装置において、前記回転反射鏡
装置を複数のポリゴンミラーで構成し、各ポリゴンミラ
ーを同軸に一体化するとともに、その個数に応じた角度
だけ各ポリゴンミラーの反射面の位相角度をずらし、か
つ各ポリゴンミラーには各々の光走査に対応した周期で
順序的に光を投射するように構成したことを特徴とする
光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27343892A JPH06102462A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27343892A JPH06102462A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102462A true JPH06102462A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17527917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27343892A Pending JPH06102462A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102462A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1014147A2 (en) * | 1998-12-14 | 2000-06-28 | Xerox Corporation | Raster ouput scanner and printer |
| KR100565051B1 (ko) * | 2002-09-16 | 2006-03-30 | 삼성전자주식회사 | 광주사유닛 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 |
| US7132669B2 (en) | 1998-12-28 | 2006-11-07 | Hitachi, Ltd. | Method and equipment for detecting pattern defect |
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-
1992
- 1992-09-18 JP JP27343892A patent/JPH06102462A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7456963B2 (en) | 1998-12-28 | 2008-11-25 | Hitachi, Ltd. | Method and equipment for detecting pattern defect |
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