JPH10104536A

JPH10104536A - 同期信号検出装置

Info

Publication number: JPH10104536A
Application number: JP25616596A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakai; 浩司酒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の光ビームの同期信号を各々別個に検出
することができる、簡単な構成からなる同期信号検出装
置を得る。【解決手段】被走査面上に副走査方向に並んだ主走査
方向に平行な複数の走査線を、複数の光ビーム１１、１
２、１３、１４により同時に走査させるマルチビーム光
走査装置において、前記複数の光ビーム１１、１２、１
３、１４を包含する領域を有する凸形反射鏡１と、該凸
形反射鏡の周りに、凸形反射鏡と向き合うように配置さ
れた検知領域を有する光ビーム検出素子Ｔ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ
₁₃、Ｔ₁₄を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
レーザープリンター、レーザーＰＰＦ（普通紙ファクシ
ミリ）、レーザー印刷機等に用いられる走査光学装置の
同期検出装置に関するもので、特に、複数の光ビームに
よって被走査面上に複数の走査線を同時に走査させるマ
ルチビーム光走査装置の前記複数の光ビームの副走査方
向における同期信号を検出する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、レーザープリンター等の画像
形成装置において、光ビームスポットが被走査面上の走
査領域の走査を開始するとき、情報信号を変調するため
のタイミングを得る目的で、走査領域の近傍に前記光ビ
ームスポットを検出する光ビーム検出素子を配置してい
る。このような画像形成装置において、高速化あるいは
高解像度化を図るために、被走査面上を複数の光ビーム
によって同時走査する方法が提案されている。このよう
なマルチビーム走査装置の場合における同期信号の検知
装置としては、例えば、特開昭５７ー１０２６０９号公
報に記載されているような複数ビームを用いた走査方法
及び装置が知られている。上記公報に記載の発明は、光
ビーム検出素子を光ビームスポットが通過する際、光ビ
ームスポットが走査される主走査方向に対しては各々の
光ビームの間隔は変化を受けず、副走査方向に対しては
各々の光ビームが占める位置を略等しくするシリンドリ
カルレンズ光学素子を用い、複数の光ビームスポットを
一つの走査ライン上に集光して、一つの光ビーム検出素
子で複数の光ビームの各光ビームスポットを受光し、同
期信号を検知するというものである。

【０００３】また、特開平８ー７６０３９号公報に記載
されているように、複数の光ビームによる走査線間隔を
一定に制御するために、光ビーム検出素子を主走査方向
と直交する方向を画像データの主走査方向とする一次元
のＣＣＤセンサー、あるいは主走査方向に対して斜めの
開口部を有するフォトセンサーで構成された走査線間隔
検出手段を設け、この走査線間隔検出手段に同期信号検
出手段を兼用させたマルチビームレーザ記録装置が知ら
れている。

【０００４】上記特開昭５７ー１０２６０９号公報に記
載の発明は、主走査方向に各々の光ビームスポットが接
近している場合には、各光ビームスポットが光ビーム検
出素子を短い時間間隔で通過することになり、一つの光
ビーム検出素子に２個の光ビームポットが同時に入射す
る位置関係になるという問題点がある。逆にいえば、こ
の装置では主走査方向に各々の光ビームがある程度離れ
ていなければならない。しかし、画像形成装置というこ
とを考えた場合、各光ビームはなるべく主走査方向で重
なっていることが望ましい。この意味で、特開平８ー７
６０３９に記載の発明の実施の形態では主走査方向で各
光ビームスポットが重なっていても、各々の光ビームの
同期信号検知が可能である。しかし、画像形成装置が高
解像度化になるにつれ、隣接する走査線の間隔は狭くな
り、それに伴ってＣＣＤの画素ピッチを細かくする必要
が生じる。これは技術的な困難を伴うだけでなく、コス
トの増大化を招くという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、複数の光ビームの同期信号を各々別個に検出
することができる、簡単な構成の同期信号検出装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、被走査面上に副走査方向に並
んだ主走査方向に平行な複数の走査線を、複数の光ビー
ムにより同時に走査させるマルチビーム光走査装置にお
いて、前記複数の光ビームを包含する領域を有する凸形
反射鏡と、該凸形反射鏡の周りに、凸形反射鏡と向き合
うように配置された検知領域を有する光ビーム検出素子
とからなることを特徴とする。

【０００７】前記課題を解決するために請求項２記載の
発明は、被走査面上に副走査方向に並んだ主走査方向に
平行な複数の走査線を、複数の光ビームにより同時に走
査させるマルチビーム光走査装置において、複数の光ビ
ームを包含する領域を有する凸形反射鏡と、その周りを
覆うように配置された凹形反射鏡と、該凹形反射鏡で反
射された各々の光ビームを受光するための光ビーム検出
素子とからなり、凹形反射鏡で反射された各々の光ビー
ムは略平行となるように、上記凸形反射鏡と凹形反射鏡
が配置されていることを特徴とする。

【０００８】前記課題を解決するために請求項３記載の
発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、光
ビーム検出素子と凸形反射鏡が一体化されていることを
特徴とする。

【０００９】前記課題を解決するために請求項４記載の
発明は、請求項１、又は請求項２、又は請求項３記載の
発明において、入射光ビームの前記反射鏡に対する入射
角が略０になる反射鏡上の部分は、反射光が入射光ビー
ムの方向へ戻ることを防止する処置が施されていること
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる同期信号検出装置の実施の形態の一例について
説明する。図１はマルチビーム光走査装置の実施の形態
を示す図である。図１において、２２は複数の光ビーム
を放射する光源、２３は該光ビームを平行光にするコリ
メートレンズ、２４は光偏向器２５の偏向反射面近傍に
主走査方向に長い線像として結像させるシリンドリカル
レンズ、２５は光偏向器、１５はｆθレンズ、１６は長
尺トロイダルレンズ、２１は被走査面としての感光体、
１７は同期信号検出装置をそれぞれ示す。

【００１１】光源２２は、図示しない制御回路によって
強制発光及び画像情報に基づいて変調発光され、発散光
束を放射する。この発散光束は、コリメートレンズ２３
を通過することにより所定の収束光に修正され、その光
束は、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカル
レンズ２４を通過することにより、回転多面鏡等からな
る光偏向器２５の反射面近傍に主走査方向に長い線像に
集光される。

【００１２】光偏向器２５は例えば軸直角断面が正六角
形の正六角柱であり、その側面が反射鏡となっている。
光偏向器２５は図示しないモータにより、一定速度で回
転駆動される。したがって、シリンドリカルレンズ２４
から出た光束は、光偏向器２５の反射面で連続的に反射
され、等角速度で偏向される。偏向された光束は、ｆθ
レンズ１５により感光体２１の表面の走査面に集光さ
れ、感光体２１の表面上を略等速に走査される。これを
主走査という。感光体ドラム２１は、一定速度で回転し
ており、この回転による走査を副走査という。光源２２
による変調と上記主走査、副走査とにより感光体ドラム
２１上に画像を形成することができる。なお、ｆθレン
ズ１５は、ｆθ機能を有する走査レンズであり、光偏向
器２５により反射された光束が感光体２１上でスポット
を形成し、かつ、この光スポットが感光体２１の表面を
主走査方向に等速で走査するように設計されている。

【００１３】長尺トロイダルレンズ１６を透過した光束
は、同期信号検出装置１７に入射する。この光束の検出
信号に基づいて水平同期信号が生成され、感光体ドラム
２１上への一走査ラインごとの画像印字開始位置が決め
られる。なお、長尺トロイダルレンズ１６は同期検知光
束の副走査方向のずれを補正するとともに、同期信号検
出手段１７に略集光させる働きをする。

【００１４】図２は請求項１記載の発明に対応する実施
の形態を示したもので、同期信号検出装置１７の周辺部
の斜視図である。本実施の形態では、光源から複数の光
ビーム１１、１２、１３、１４が放射され、光偏向器２
５で偏向され、被走査面上で走査されると共に、主走査
開始側で同期信号検出装置１７に入射する。同期信号検
出装置１７は、複数の光ビーム１１、１２、１３、１４
を包含する領域をもつ凸型反射鏡１と、この凸型反射鏡
１に向き合って配置された光ビーム検出素子Ｔ₁₁、
Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄を有してなる。上記凸形反射鏡１とし
て円筒形の反射鏡を用いている。本実施の形態において
凸形反射鏡１は、反射に必要な部分の外周面を残した円
筒形の一部分である。点Ｏは凸形反射鏡１の中心であ
り、点Ｏを中心とした半径Ｒの外周は反射面となってお
り、分割型フォトダイオードからなる光ビーム検出素子
Ｔ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄は、それぞれ凸形反射鏡１の反
射面に対向する向きに一定の距離をおいて配置されてい
る。点Ｌは凸形反射鏡１に対して図中の左側から入射す
る光ビームの入射角が０になるような光ビーム上の任意
の点を示している。つまり、直線ＯＬ上の入射光ビーム
は、凸形反射鏡１に対して入射角が０になる。部分円筒
状の上記凸形反射鏡１は、円筒形の中心軸線が各光ビー
ム１１、１２、１３、１４の走査方向とほぼ平行に配置
され、各光ビーム１１、１２、１３、１４の走査開始位
置で各光ビーム１１、１２、１３、１４が凸形反射鏡１
の反射面で反射され、それぞれ光ビーム検出素子Ｔ₁₁、
Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄に入射して、同期信号が得られるよう
になっている。

【００１５】次に、具体的に４００ｄｐｉに相当する光
ビーム間隔６３．５μｍの４本の平行な光ビーム１１、
１２、１３、１４における同期信号検出について説明す
る。本実施の形態では、４本の光ビーム１１、１２、１
３、１４が直線ＯＬに対しバランスよく分配されるよう
に、装置全体を設置する。このように設置すると、装置
全体の大きさを最も小さく抑えることができる。

【００１６】反射鏡筒１の外径Ｒ＝９ｍｍとした場合、
光ビーム１１、１２、１３、１４に対する分割型フォト
ダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄の位置を直線ＯＬを
始線として、図に示すようにθ１１＝θ１４＝３．７６
０６゜、θ１２＝θ１３＝１．２５３２゜の位置に配置
すれば、光ビーム１１、１２、１３、１４は、反射鏡筒
１の外周面２で反射され、それぞれ分割型フォトダイオ
ードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄で受光されるので、各々独
立な同期信号を検出することができる。

【００１７】図３は請求項２記載の発明に対応する実施
の形態を示したもので、４本の非平行な光ビーム１１、
１２、１３、１４の同期信号検出装置を示す斜視図であ
る。本実施の形態では、４本の光ビームが凸形反射鏡１
から２５ｍｍ手前で交わっている。図３において、符号
１と符号３はそれぞれ凸形反射鏡と凹形反射鏡を示して
おり、本実施の形態では、凸形反射鏡１として双曲形反
射鏡、凹形反射鏡３として放物形反射鏡を用いている。
凸形反射鏡１は、図２に示す実施の形態におけるものと
同様のものである。凸形反射鏡１の反射面の周りを覆う
ようにして所定の間隔をおいて２個の凹形反射鏡３、３
が配置されている。本実施の形態においては、凹形反射
鏡３、３の間を光ビーム１１、１２、１３、１４が通過
して凸形反射鏡１で反射するような構成としているが、
２つの凹形反射鏡３を一体とし、光ビーム１１、１２、
１３、１４が通過する部分を光ビームに垂直な平面と
し、凹形反射鏡３の内部を透過するようにしてもよい。
以下に４００ｄｐｉに相当する光ビーム間隔６３．５μ
ｍの４本の平行な光ビーム１１、１２、１３、１４で隣
接走査する場合について説明する。ただし、４本の光ビ
ーム１１、１２、１３、１４は、直線ＯＬについて略対
称に装置に入射するように、装置全体を配置する。

【００１８】図３に示すようにｘ−Ｈ座標をとり、凸形
反射鏡１の外周面の形をｘ＝０．４８Ｈ²／（１＋（１＋１．３２７Ｈ²）^1/2）の式で表し、凹形反射鏡３の内周面２０の形をｘ＝０．０１５８７Ｈ² の式で表し、凸形反射鏡１と凹形反射鏡３の頂点の間隔
ｄをｄ＝１４．７４８ｍｍとなるように配置する。図中
左側から入射してきた光ビーム１１、１２、１３、１４
は、凸形反射鏡１の外周面２で放射状に反射され、次に
凹形反射鏡３の内周面２０で反射されて互いに平行とな
り、一定間隔に配置されたフォトダイオードＴ₁₁、
Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄により受光され、同期信号を検出する
ことができる。

【００１９】最初の光ビーム間隔は６３．５μｍであっ
たものが、凸形反射鏡１と凹形反射鏡３に反射されて、
分割型フォトダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄に受光
されるときには、約１６．５倍に拡大され、約１ｍｍ間
隔の平行光となっている。したがって、間隔ｐ＝１ｍｍ
で配置された分割型フォトダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、
Ｔ₁₃、Ｔ₁₄で光ビームを受光すれば、各々独立な同期信
号を検出することができる。この場合、フォトダイオー
ドＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄に入射する各光ビームは略平
行となっているので、前記分割型フォトダイオード
Ｔ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄の位置決めが比較的簡単に行う
ことができる。

【００２０】図４は請求項３記載の発明に対応する実施
の形態を示したもので、４本の平行な光ビーム１１、１
２、１３、１４の同期信号検出を示す斜視図である。本
実施の形態では、光ビーム検出素子と凸形反射鏡が一体
化されている。符号４は透明なプラスチック製の反射鏡
で、複数の光ビームが入射する方向（図中左側）から凸
形、凹形のように形成されている。本実施の形態では、
凹形部は点Ｏを中心とした半径ｒの円筒形に形成され、
円筒内の表面に反射膜５を蒸着させている。凸形部は前
記複数の光ビームが入射する部分は平面部２６、それ以
外の部分は点Ｏを中心とした外径Ｒの円筒形の外周部２
７のように形成されており、その円筒外周の表面上にフ
ォトダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄を配置してい
る。反射膜５からなる反射面は、平面部２６から入射す
る光ビームに対して凸形反射鏡を構成している。例え
ば、４００ｄｐｉに相当する光ビーム間隔６３．５μｍ
の４本の平行な光ビーム１１、１２、１３、１４が、直
線ＯＬに対しバランスよく配置され、反射鏡４の内径ｒ
＝２．５ｍｍ、外径Ｒ＝９ｍｍのように形成すれば、図
中左側から入射してきた光ビーム１１、１２、１３、１
４は、反射鏡４の平面部２６から入射し、内部を透過し
て反射鏡４の円筒内周上の反射膜５の表面で反射し、こ
の反射光は反射鏡４の外周部２７上に配置されたフォト
ダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄により受光され、同
期信号を検出することができる。

【００２１】図５は請求項３記載の発明に対応する別の
実施の形態で、４本の平行な光ビーム１１、１２、１
３、１４の同期信号検出を示す斜視図である。本実施の
形態も光ビーム検出素子と凸形反射鏡が一体化されてい
る同期信号検出装置の例である。本実施の形態では、４
本の光ビームが図示しない像面から２５ｍｍ手前で交わ
っている。以下に４００ｄｐｉに相当する光ビーム間隔
６３．５μｍの４本の平行な光ビーム１１、１２、１
３、１４における同期信号検出装置について説明する。
符号６は透明なプラスチック製の反射鏡で、複数の光ビ
ームが入射する方向（図中左側）から凸形、凹形のよう
に形成されている。Ｔ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、Ｔ₁₄はそれぞれ
フォトダイオードである。この装置で、凹形部をｘ＝０．４８Ｈ²／（１＋（１＋１．３２７Ｈ²）^1/2）の式で表される双曲面に形成し、そこに反射膜７を蒸着
させ、凸形部は前記複数の光ビームが入射する部分の平
面部９と、それ以外の部分はｘ＝０．０１５８７Ｈ² の式で表される放物面に形成し、外周表面上の光ビーム
が入射する平面部分９を除いて反射膜８を蒸着させ、上
記双曲面及び放物面の頂点の間隔を１４．７４８ｍｍと
する。図中左方向から入射してきた光ビーム１１、１
２、１３、１４は平面部９を透過し、反射鏡６の内部を
透過し、反射鏡６の内周上の反射膜７で放射状に反射さ
れ、この反射光は反射鏡６の外周上の反射膜８で反射さ
れて互いに平行になり、反射鏡６の端面２８上に所定の
間隔で配置されたフォトダイオードＴ₁₁、Ｔ₁₂、Ｔ₁₃、
Ｔ₁₄により受光され、同期信号を検出することができ
る。

【００２２】図６は請求項４記載の発明に対応する実施
の形態を示したもので、符号１０はフォトダイオードＴ
と反射面１８が一体化された同期信号検出装置で、図４
と同様な形状である。反射面１８に入射する複数の光ビ
ームのうち、該反射面１８に対する入射角が０になる光
ビームｌ₀₁があると、その反射光ビームｌ₀₂は入射光ビ
ームｌ₀₁の光路と全く同じ光路を通って、光ビームの図
示しない反射光源まで戻ってしまう。また、反射面１８
に対する入射角が０になる光ビームが直接なくても、あ
る光ビームの裾の反射面１８に対する入射角度が０にな
る場合も、光ビームの裾は反射光源まで戻ってしまう。
この逆戻り光ｌ₀₂の発生は、画像形成上好ましくない現
象であり、光源へのノイズとなって画像形成に影響を及
ぼす。従って、これを防止する必要がある。そのため
に、反射面１８に対する反射角が略０になる、該反射面
１８上の部分には反射を防止するための反射防止膜１９
が施されている。これによって、逆戻り光ｌ₀₂の発生が
防げ、ひいては光源へのノイズの影響がなくなる。な
お、光ビームの裾とは、光ビームの外周部分をいう。

【００２３】本実施の形態では、反射防止のために多層
からなる反射防止膜１９を施したが、回折格子や乱拡散
面を施したり、くさび形の溝を作って、溝に入ってきた
光ビームを入射方向に戻らないようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、被走査面
上に副走査方向に並んだ主走査方向に平行な複数の走査
線を、複数の光ビームにより同時に走査させるマルチビ
ーム光走査装置において、前記複数の光ビームを包含す
る領域を有する凸形反射鏡と、該凸形反射鏡の周りに、
凸形反射鏡と向き合うように配置された検知領域を有す
る光ビーム検出素子を設けたため、複数の光ビームの同
期信号を各々独立に検出することが可能となった。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、被走査面上
に副走査方向に並んだ主走査方向に平行な複数の走査線
を、複数の光ビームにより同時に走査させるマルチビー
ム光走査装置において、複数の光ビームを包含する領域
を有する凸形反射鏡と、その周りを覆うように配置され
た凹形反射鏡と、該凹形反射鏡で反射された各々の光ビ
ームを受光するための光ビーム検出素子とからなり、凹
形反射鏡で反射された各々の光ビームは略平行となるよ
うに、上記凸形反射鏡と凹形反射鏡を配置したため、光
ビーム検出素子の位置決め調整が容易になった。

【００２６】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明において、光ビーム検出素子と凸
形反射鏡が一体化されているので、部品点数が減り、取
り扱いが容易になった。

【００２７】請求項４記載の発明によれば、請求項１、
又は請求項２、又は請求項３記載の発明において、入射
光ビームの前記反射鏡に対する入射角が略０になる反射
鏡上の部分は、反射光が入射光ビームの方向へ戻ること
を防止する処置が施されているので、光源へのノイズの
影響が少なく、画像信号の検出精度が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用することができるマルチビーム光
走査装置の例を示す斜視図である。

【図２】本発明にかかる同期信号検出装置の一実施の形
態を示す斜視図である。

【図３】本発明にかかる同期信号検出装置の別の実施の
形態を示す斜視図である。

【図４】本発明にかかる同期信号検出装置のさらに別の
実施の形態を示す斜視図である。

【図５】本発明にかかる同期信号検出装置のさらに別の
実施の形態を示す斜視図である。

【図６】本発明にかかる同期信号検出装置のさらに別の
実施の形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１凸形反射鏡２凹形反射鏡１１光ビーム１２光ビーム１３光ビーム１４光ビームＴ₁₁ 光ビーム検出素子Ｔ₁₂ 光ビーム検出素子Ｔ₁₃ 光ビーム検出素子Ｔ₁₄ 光ビーム検出素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被走査面上に副走査方向に並んだ主走査
方向に平行な複数の走査線を、複数の光ビームにより同
時に走査させるマルチビーム光走査装置において、前記
複数の光ビームを包含する領域を有する凸形反射鏡と、
該凸形反射鏡の周りに、凸形反射鏡と向き合うように配
置された検知領域を有する光ビーム検出素子とからなる
ことを特徴とする同期信号検出装置。
【請求項２】被走査面上に副走査方向に並んだ主走査
方向に平行な複数の走査線を、複数の光ビームにより同
時に走査させるマルチビーム光走査装置において、複数
の光ビームを包含する領域を有する凸形反射鏡と、その
周りを覆うように配置された凹形反射鏡と、該凹形反射
鏡で反射された各々の光ビームを受光するための光ビー
ム検出素子とからなり、凹形反射鏡で反射された各々の
光ビームは略平行となるように、上記凸形反射鏡と凹形
反射鏡が配置されていることを特徴とする同期信号検出
装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の発明におい
て、光ビーム検出素子と凸形反射鏡が一体化されている
ことを特徴とする同期信号検出装置。
【請求項４】請求項１、又は請求項２、又は請求項３
記載の発明において、入射光ビームの前記反射鏡に対す
る入射角が略０になる反射鏡上の部分は、反射光が入射
光ビームの方向へ戻ることを防止する処置が施されてい
ることを特徴とする同期信号検出装置。