JPS5823604B2 - ソウサコウガクケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリゴンミラーの如き反射面を有する回転体を
用いて放射束の走査を行なう走査光学系の改良に関する
。

従来ポリゴンミラーの様に反射面を回転駆動により回転
させ、光束の如き放射束を走査する手段はよく知られて
いる。

しかしこの反射面を有する回転走査手段は反射面と反射
面の境界部（以後コーナ一部と呼ぶ）を有しているため
に、該コーナ一部で放射束が不規則に散乱される。

第１図には回転走査手段のコーナ一部で反射される放射
束の状態を回転軸の方向から示したもので、回転走査手
段として正六面体ポリゴンミラーが、放射束としてレー
ザービームが示されている。

以後本明細書に於ては反射面を有する回転走査手段とし
てポＩＪ コンミラーを、放射束としてはレーザービー
ムを用いて述べる。

第１図に於てポリゴンミラー１に入射する光束２は、ポ
リゴンミラーの回転に伴い必ずポリゴンミラーのコーナ
一部Ｐｃで散乱される。

通常ポリゴンミラーのコーナ一部Ｐｃの近傍領域で反射
される光束は走査光として用いることはないが、該コー
ナ一部Ｐｃで反射される光束は散乱光３となり走査面４
上に指向される。

この散乱光３はフレアーとなり、走査面に於ける画像形
成、読み取り等に重要な障害となる。

例えば感光体の前記フレアーによる感光画像コントラス
トの低下又は走査光束がレーザービームの場合には人身
に危険を及ぼす可能性がある。

本発明の目的とするところは、上記反射面を有する回転
走査手段のコーナ一部に於ける走査放射束の散乱を除去
することにある。

本発明に於ては放射束が走査手段のコーナ一部で走査さ
れる間は走査手段に入射する放射束を遮断することによ
り上記目的を達成するものであり、前記放射束が走査手
段により走査されるべき領域外に設けられた放射束検知
手段からの信号により放射束を制御するものである。

本発明に於ては各走査毎に放射束検知手段で走査放射束
を検出しているために、走査手段の時間的な走査ムラを
その都度補正することができる。

以下、本発明を詳述する。

第２図Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは本発明に於ける原理を説明する
ための図で、矢印Ａの方向に回転するポリゴンミラー１
の状態に対する走査ビーム２の振れる様子を示すもので
ある。

第２図Ａ、Ｂ、Ｃ。Ｄに於て５は光源（不図示）からの
走査ビームに強弱の変調を加える変調器であり、例えば
ＡＯ変調器、ガルバノミラ−とスリットの組み合わせ、
内部変調型レーザーの如きものである。

６はポリゴンミラー１による必須走査領域、即ち走査面
４が走査される領域外で且つポリゴンミラー１による正
常走査領域に含まれる場合に設けられたビームデイテク
タであり、後述する如く、このビームディテクタ６から
の信号により上記変調器５を制御し、ポリゴンミラー１
のコーナ一部に入射する走査ビーム２を遮断する。

第２図Ａは時間Ｔ＝Ｔ、に於てポリゴンミラー１の８１
面により走査ビーム２が走査を開始されだした状態を示
す図で、ポリゴンミラー１で反射された走査ビームは必
須走査領域外に設けられたビームディテクタ６に入射す
る。

第２図Ｂは第２図Ａの場合に比してポリゴンミラーが僅
かにＡ１方向に回転した場合を示す図でありこの場合の
時間をＴ＝Ｔ２とする。

ポリゴンミラーの反射面は同じ＜８１面で走査ビーム２
は反射されていて、走査ビームは必須走査領域である走
査面４上を走査している。

第２図Ｃは更にポリゴンミラーが回転し、走査ビームが
ポリゴンミラー１に入射する位置にポリゴンミラー１の
８１面と８２面の間のコーナ一部Ｐｃがきた場合を示す
もので、この場合の時間ＴをＴ＝Ｔ３とする。

この場合は第２図Ａに示したビームディテクタ６の信号
により変調器５は閉じて走査ビーム２を発しない。

故にポリゴンミラー１のコーナ一部で散乱される光束は
生じない。

第２図りは更にポリゴンミラー１が回転し、前記８１面
と隣接する８２面により走査ビーム２が走査面４に指向
される様子を示すもので、この場合の時間ＴをＴ＝Ｔ４
とする。

従って第２図に於ては、第２図Ｃのフレアー発生の場合
を除いた正常走査期間（Ｔ””ＴＩ、Ｔ２．Ｔ４）に於
ては変調器５を走査ビームが通過する状態にし、フレア
ー発生期間（Ｔ＝Ｔ３）に於ては変調器５を走査ビーム
が通過しない状態にすることにより、有害フレアーを除
去することができる。

次に前記ビームディテクタ６からの信号により変調器５
を制御する手段を走査の目的により具体的に述べる。

先ず第１は上述した様に変調器５は正常走査期間で走査
ビームを通過させ、フレアー発生期間で走査ビームを遮
断する方法で、例えば走査面４上を全体に渡ってスキャ
ニングする必要がある様な場合に用いる。

この場合のビームディテクタ６から変調器に至る回路の
一実施例を示す回路図を第３図に、第４図には第３図に
示した回路図のタイムチャート図が示されている。

第４図に於てＲ１は走査手段１の走査面により走査ビー
ムが正常に走査される時間、Ｒ２は走査手段のコーナ一
部で光束が散乱されフレアーやゴーストを生ずる時間で
あり、光束遮断時間である。

Ｒ３は前記正常走査時間Ｒ１に於て走査ビームが実際に
走査面を走査する必須走査時間である。

第３図及び第４図に於てビームディテクタ６からの信号
ｓ０１は単安定マルチバイブレーク−７に入る。

この単安定マルチバイブレークは例えば ５Ｎ７４１２３Ｎの如きものであり、トリガーパルスＳ
Ｇ１の立上りに対応して時間幅ｔ、の矩形波電圧ＳＧ２
が生じる。

この時間幅ｔ１は前記必須走査時間Ｒ３を含み前記光束
遮断時間Ｒ２にはかからない長さである。

この時間幅ｔ１は抵抗９及びコンデンサー１０により決
められる値である。

尚Ｖｃｃは単安定マルチバイブレーク−に印加される電
圧であり、ＧＮＤは接地を示す。

単安定マルチバイブレーク−７からの信号ＳＧ２は同じ
く単安定マルチバイブレーク−８に入力する。

この単安定マルチバイブレーク−は例えば５Ｎ７４１２
３Ｎの如きものでトリガーパルスＳＧ２により信号ＳＧ
３を出力する。

信号ＳＧ３は信号ＳＧ２の立下がりに対応して時間幅ｔ
２だけＯＦＦの状態になるもので、この時間幅ｔ２は光
束遮断時間Ｒ２を含み、走査ビームがビームディテクタ
を通過する時間には信号ＳＧ３はＯＮの状態となってい
る。

この時間幅ｔ２は抵抗１１及びコンデンサー１２により
決定される。

信号ＳＧ３は変調器５に入力し、前記時間幅ｔ２の間だ
け走査ビーム２を遮光するので、走査ビーム２がポリゴ
ンミラー１のコーナ一部Ｐｃに入射し、有害なフレアー
を発生する期間は、走査ビーム２はポリゴンミラー１に
入射しない。

第２のケースは、ポジティブな画像情報を走査する場合
例えば走査ビームを用いて走査面に画像情報を書き込む
とき、書き込むべき時間に於て走査ビームがＯＮとなる
場合である。

第５図はこの場合の、ビームディテクタ６から変調器５
に至る回路の一実施例を示すもので第６図には第５図に
示した回路のタイムチャート図が示されている。

ビームディテクタ６からの信号ＳＧ１はトリガーパルス
となり単安定マルチバイブレーク−１３に入力する。

単安定マルチバイブレーク−１３は例えば５Ｎ７４１２
３Ｎの如きものであり、前記信号ＳＧ１の立上がりに対
応して時間幅ｔ３たけＯＦＦの状態の信号ＳＧ４を発生
する。

この信号ＳＧ４のＯＦＦの状態の間ｔ３には必須走査時
間Ｒ２が含まれる。

尚ＳＧ４は次に走査ビームがビームディテクタ６を通過
する時間までにはＯＮの状態に戻る。

この時間幅ｔ３は抵抗１５及びコンデンサー１６により
決定される。

単安定マルチバイブレーク−１３からの信号ＳＧ４はコ
ンピューター（不図示）等からの画像情報信号ＳＧ５と
共にｏｒ回路１４に入力し信号ＳＧ６となり変調器５に
入力する。

信号ＳＧ６は走査ビームを遮断する領域に於てＯＦＦの
状態にあるので前記フレアー発生を防止することができ
る。

第３のケースは第２のケースとは全く逆の場合でネガテ
ィブな画像情報を走査する場合である。

第７図はこの場合のビームディテクタ６から変調器５に
至る回路の一実施例を示す回路図で、第８図には第７図
に示した回路のタイムチャート図が示されている。

ビームディテクタ６からの信号ＳＧ１は単安定マルチバ
イブレーク−１７に入力する。

単安定マルチバイブレーク−１７は例えば５Ｎ７４１２
３Ｎの如きものであり、信号ＳＧ１の立上がりに対応し
て時間幅ｔ４だけＯＮの状態となる矩形信号ＳＧ７を発
するものであり、この時間幅ｔ４は抵抗１９及びコンデ
ンサー２０により決定される。

この時間幅ｔ４内には必須走査時間Ｒ３は含まれるが、
光束遮断時間Ｒ２に於ては信号ＳＧ７はＯＦＦの状態と
なる。

単安定マルチバイブレーク−１７からの信号ＳＧ７は単
安定マルチバイブレーク−１８に入力する。

単安定マルチバイブレーク−１８は例えば５Ｎ７４１２
３Ｎの如きものであり、信号ＳＧ７の立下がりに対応し
て時間幅ｔ、だけＯＦＦの状態の信号ＳＧ８を発生する
。

この時間幅ｔ５は抵抗２１及びコンデンサー２２によっ
て決定される値である。

前記信号ＳＧ８の時間幅ｔ５は光束遮断時間Ｒ２を含み
、走査ビームが次にビームディテクタを走査するときま
でには信号ＳＧ８はＯＮの位置に戻る。

一方、コンピューター等（不図示）からの画像情報ＳＧ
９はインバーター回路２３により反転され信号５Ｇ１０
となり、前記信号ＳＧ８と共にａｎｄ回路２４に入力す
る。

ａｎｄ回路２４からの出力信号５Ｇ１１は変調器５に入
力する。

この信号ＳＧ１１により変調器５を制御することにより
フレアー発生を防止したネガティブな画像情報の走査が
できる。

次に上述した第２のケースを引用し、本発明装置を具体
的に組み込んだ例としてレーザービームプリンターを用
いて述べる。

第９図はレーザービームプリンターの光学系の一実施例
を示す斜視図である。

第９図に於てレーザー発振器１０１より発振されたレー
ザービームは反射ミラー１０２を介して変調器１０３の
入力開口に導かれる。

この変調器１０３は上述した変調器５と対応するもので
ある。

変調器１０３は公知の音響光学変調素子又は電気光学効
果を利用した電気光学素子が用いられる。

変調器１０３に於てレーザービームは後述の入力信号に
よって強弱の変調を受ける。

変調器１０３からのレーザービームはビームエキスパン
ダー１０４により平行光束のままビーム径が拡大される
。

更にビームエキスパンダー１０４からのレーザービーム
は鏡面を１個又は複数個有する多面体回転鏡１０５に入
射する。

多面体回転鏡１０５は高精度の軸受けに支えられた軸に
取り付けられ、定速回転のモータ１０６により回転され
る。

多面体回転鏡１０５で偏向反射されるレーザービーム１
０９はｆ−θレンズ１０７により感光ドラム１０８上に
結像される。

１１０はビームディテクタであり小さな入射スリットと
応答性の速い光電変換素子から成る。

ビームディテクタ１１０からの出力信号は上述した多面
体回転鏡１０５に入射するレーザービームを遮断したり
する外に、レーザービーム１０９の位置を検出して、感
光ドラム１０８上に所望の光情報を与えるための変調器
１０３への入力信号のスタートのタイミングを決定する
。

１１１は第１コロナ帯電器、１１２は交流コロナ放電器
であり、いずれも電子写真プロセスの一部である。

上述した如く偏向変調されたレーザービーム１０９は感
光ドラム１０８に照射され、電子写真処理プロセスによ
り顕像化された後、普通紙に転写・定着されハードコピ
ー１１３として出力される。

次に、コンピューターからの図形・文字情報を受は取り
、本実施例に示した装置にて、所望のハードコピーを作
製するまでの動作を、第１０図を１参照しながら説明す
る。

コンピューター１１４からの情報は直接或いは、磁気テ
ープ、磁気ディスク等の記憶媒体を介して、本装置のイ
ンターフェース回路１１５に定められたフォーマットで
入力される。

コンピューターからの種々の命令は、インストラクショ
ン実行回路１１７で解読され且つ実行される。

データはデータメモリー１１６に一定の量ずつ貯えられ
る。

データの形式は、文字情報の場合には、２進コードで与
えられ、図形情報の場合には、図形を構成する画素単位
のデータである場合又は、図形を構成する線のデータ（
所謂ベクトルデータ）である場合がある。

これらのモードは、データに先立って指定され、インス
トラクション実行回路１１７は、前記指定モードに従っ
て、データを処理する様にデータメモリー１１６、ライ
ンデータジェネレータ１１９を制御する。

ラインレータジェネレータ１１９では１スキャンライン
分の最終データを発生させる。

即ち、データが文字コードで与えられたときは、キャラ
クタジェネレータ１１８から文字パターンを読み出し、
１行分の文字パターンを並べてバッファするか、或いは
１行分の文字コードをバッファし逐次キャラクタジェネ
レータ１１８より文字パターンを読み出して１スキャン
ライン分のレーザー光を変調するためのデータを順次作
成する。

データが図形情報である場合にも、データをスキャンラ
インデータに変換して順次１ラインスキャン分のレーザ
ー光を変調するためのデータを作り出す。

１スキャンライン分のデータは、■スキセフ９４フ分の
画素数に等しい数のビット数を持つシフトレジスタ等か
らなるラインバッファ１２０及びラインバッファ１２１
に、バッファスイッチ制御回路１２２の制御により交互
に入力される。

更に、ラインバッファ１２０及びラインバッファ１２１
のデータは、ビーム検出器１１０からのビーム検出信号
をトリガー信号としてバッファスイッチ制御回路１２２
を駆動させ、１スキャンライン分１ビットずつ順次読み
出される。

ラインバッファ１２０．１２１からの信号はビーム検出
器１１０からの信号と共にビデイオ信号発生回路１２３
に入力する。

このビデイオ信号発生回路は上述した第３図、第５図、
第７図に於ける回路に相当するものであり、従ってライ
ンバッファ１２０゜１２１からビデイオ信号発生回路１
２３に入力する信号は上述した画像信号ＳＧ５ 、ＳＯ
２に相当する。

ビデイオ信号発生回路１２３からの信号は変調器制御回
路１２４に入力し変調器１０３を制御する。

従って走査ビームが多面体回転鏡１０５のコーナ一部に
入射するときは、走査ビームは変調器１０３により遮断
されるのでフレアーの発生を防止することができる。

上述した如く本発明に於ては反射面を有する走査手段に
より放射束が偏向・走査される場合前記走査手段のコー
ナ一部で発生する放射束のフレアーを防止するために、
走査放射束が前記走査手段のコーナ一部に入射するとき
走査放射束が走査手段に入射するのを防止したものであ
り、従来の走査手段に比して優れた効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転多面鏡によりフレアーが発生する様子を示
す図、第２図Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは本発明の原理を示す図、
第３図は本発明の一実施例に於ける回路を示す図、第４
図は第３図に示した回路に於けるタイムチャート図、第
５図は本発明の他の実施例に於ける回路を示す図、第６
図は第５図に示した回路に於けるタイムチャート図、第
７図は本発明の他の実施例に於ける回路を示す図、第８
図は第７図に示した回路に於けるタイムチャート図、第
９図は本発明をレーザービームプリンターの光学系に適
用したときの光学系の概略を示す斜視図、第１０図は第
９図に示した本発明を適用したレーザービームプリンタ
ーの回路の概略を示すブロック線図。 １・・・・・・ポリゴンミラー、２・・・・・・走査ビ
ーム、３・・・・・・フレアー、４・・・・・・走査面
、５・・・・・・変調器、６・・・・・・ビームディテ
クタ、Ｒ１・・・・・・正常走査時間、Ｒ２・・・・・
・光束遮断時間、Ｒ３・・・・・・必須走査時間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 反射面を有する回転走査手段により放射束を走査す
   る走査光学系に於て、前記回転走査手段のコーナ一部に
   入射する放射束は遮断する様に走査放射束を制御する手
   段を設けたことを特徴とする走査光学系。