JPS6111720A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は、電子計算機や画像読み取シ装置から演算出力
ないしは読み取り出力される電気画像情報、あるいは磁
気テープやマ、イ、クロフィルムに蓄積記憶された画像
情報等を目視できる画像とじて再現する装置、または画
像をプリントアウトするプリント装置などの画像形成装
置に関し、特にこれらの装置を小型化、高密度記録化す
るための、または画像の編集等の付加機能を有するよう
にするため光学スキャナ等の、光学系の改良に関するも
のである。

〔従来技術〕

従来、光学スキャナを用いて画像情報を記録する装置と
してレーザビームプリンタ（以後、ＬＢＰと略す）がよ
く知られている。

第１図はＬＢＰを特にその光学系を中心に描いた概略構
成図である。　　　− セレン、非晶質シリコン、有機光導電体等によシ形成さ
れた感光光ドラム１は、帯電器２によシ一様に帯電され
る。その後、レーザドライバ４により出力蛮調されて半
導体レーザ３から出力されたレーザビーム９が、回転す
る例えば８面体の回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと
称する）５により反射されてｆθレレン７を通過したの
ち感光ドラム１上を露光走査する。これによシ感光ドラ
ム１上に静電潜像が形成され、以後現俸部および転写部
くいずれも図示せず）を通過することによシ、記録紙１
０上にトナー像として画像が形成される。なお、図中の
６はポリゴンミラー駆動モータ部、８はレーザビームを
受けて信号の同期をとるだめのビームディテクタである
。

このように１従来の光学スキャナを用いたＬＢＰ等にお
いては、ひとつのポリゴンミラー５の回転によシ書き込
み幅ｌを露光走査するためにポリゴンミラー５から結像
面（感光ドラム１面）ｔでの光路長を長くしなければな
らないので、大画面の記録領域を得る場合には装置が大
型化するという問題点がある。

〔目　的〕

そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑みて、複数の光
学系を配置することによ妙、装置の小型化、大画面化、
高密度記録化、さらには画像の編集機能をもたせること
に伴う付加価値化などが得られるようにした画像形成装
置を提供することにある。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明画像形成装置の概略構成の一例を示し、
とこで第１図と同様の部分については同一符号を付して
その詳細な説明は省略する。

本構成例においては、光学系ＸおよびＹをそれぞれ配置
し、光学系Ｘは光源として例えば半導体レーザ１３から
出力されるレーザビームを、ポリゴンミラー１５等から
なる光学スキャナにより感光ドラム１上の書き込み幅ｌ
のうち例えば書き込み幅７１分の領域を走査するように
構成し、さらに光学系Ｙは半導体２３から出力されるレ
ーザビームを、ポリゴンミラー２５等からなる光学スキ
ャナにより感光ドラム１上の書き込み幅ｌのうち書き込
み幅１２分の領域を走査するように構成する。

これを詳述すると、光学系Ｘは、ビデオ信号ＶＤＩに応
じて第ル−ザドライバ１４によシ半導体レーザ（以下、
第ル−ザと称する）１３からのレーザビームが変調され
、このレーザビームがポリゴンミラー駆動モータ（以下
、第１モータと称する）１６により回転するポリゴンミ
ラー１５によシ反射されてｆθレレン１７を通過したの
ち感光体としての感光ドラム１上を軸方向に書き込み幅
７１分にわたって走査して露光を行うように配置構成す
る。

さらに、光学系Ｙは、ビデオ信号ＶＤ２に応じて第２レ
ーザドライバ２４によシ半導体レーザ（以下、第２レー
ザと称する）２３からのレーザビームが変調され、この
レーザビームがポリゴンミラー駆動モータ（以下、第２
モータと称する）２６によシ回転するポリゴンミラー２
５により反射されてｆθレレン２７を通過したのち感光
ドラム１上を軸方向に書き込み幅１２分にわたって走査
して露光を行うように配置構成する。

なお、図中の１８および２８は、それぞれレーザビーム
を受けて水平同期をとるために使用されるビームディテ
クタである。また、書き込み幅１５１１および１２の関
係は、１１＝１２＝ｌ／２とするのが好適である。さら
に、ポリゴンミラー１５および２５と感光ドラム１との
間には、光路を折シ返すミラーを介在させるようにして
本よいっ第３図は、シリアルに送られてくる電気画像信
号（ビデオ信号）、たとえばＣＯＤ　（電荷結合素子）
岬で読み取られた原稿読取り信号、あるいはラインメモ
リ、ページメモリ等からの入力信号を第ル−ザ１３およ
び第２レーザ２３に順次交互に供給する場合のブロック
図である。

第２図で示した書き込み幅７分のビデオ信号ＶＤがシリ
アルに入力されてくると、書き込み幅７１分のビデオ信
号ＶＤＩを第ル−ザドライバ１４に送り、次、に書き込
み輻１２分のビデオ信号ＶＤ２を第２レーザドライバ２
４に送シ込む。この切シ換え操作は、ビデオ信号ＶＤに
同期した基準クロック（ビデオクロック）ＣＬをカウン
タ３１にょシ計数し、この計数状態によシ切シ換えられ
るスイッチ３２によシ行なう。

このとき、第２図に示したポリゴンミラー１５および２
５は、その回転が精度良く同期していることが良好な画
像を得る条件となる。それＫは、まずポリゴンミラー１
５および２５の回転数を合致させること、さらにはレー
ザビームのホームポジションを適切に合わせることであ
る。

第４図はポリゴンミラー１５および２５の各回転数を合
わせるための回転制御方式の構成の一例を示すブロック
図である。

図において、３３は水晶発振器であシ、第１モータ１６
および第２モータ２６の所望の回転数に対応する基準ク
ロックを発生し、この基準クロックを位相比較器３４お
よび３５にそれぞれ送出する。１６Ａおよび２６Ａは、
第２図で示した第、１モータ１６および第２モータ２６
にそれぞれ付属するロータリーエンコーダであシ、モー
タ１６および２６によシ回転するポリゴンミラー１５お
よび２５の回転数を示すパルスをそれぞれ検出し、この
各検出パルスを位相比較器３４および３５にそれぞれ供
給する。

いま、ロータリーエンコーダ１６Ａからの検出パルスと
水晶発振器３３からの基準クロックとが位相比較器３４
に入力されると、これら面入力が比較され、その比較結
果に応じて第１モータ１６の回転数が一定となるように
制御される。同様にロータリーエンコーダ２６ムからの
検出パルスと水晶発振器３３からの基準クロックとが位
相比較器３５に入力されると、これらの面入力が比較さ
れ、その比較結果に応じて第２モータ２６の回転数が一
定となるように制御される。このような第１モータ１６
および第２モータ２６の回転制御によシ、ポリゴンミラ
ー１５および２５は、水晶発振器３３によシ定められる
回転数で定速回転できる。

次に、第５図はポリゴンミラー１５および２５０回転制
御の他の構成例を示す。

この構成例では、水晶発振器３３からの基準クロックと
ロータリーエンコー／　１６Ａ　カラの第１モータ１６
の回転数を示す検出パルスとを位相比較器３４にそれぞ
れ供給し、位相比較器３４からの出力により第１モータ
１６の回転数が一定となるように制御する。さらに位相
比較器３６には、ロータリーエンコーダ１６ムから得ら
れる第１モータ１６の回転数を示す検出パルスを基準パ
ルスとして供給するとともに、ロータリーエンコーダ２
６Ａから得られる第２モータ２６の回転数を示す検出パ
ルスを供給し、これら両パルスが比較され、その比較結
果に応じて第２モータ２６の回転数が一定となるように
制御される。

第６図は、半導体レーザ３１および３２がらのレーザビ
ームのホームポジションを合わせるためのポリゴンミラ
ー１５および２５の関係を示す説明図である。

ここで、ビームのホームポジションを合わせるためには
、ポリゴンミラー１５および２５の反射面の向きが常に
互いに一定の相対方向にあることが必要である。すなわ
ち、第６図に示す様に第ル−ザ１３による書き込み幅１
１の露光走査が位置Ｐにて終了すると、続いて直ちに第
２レーザ２３による書き込み幅１２の露光走査が同じ位
置Ｐから開始される様な関係となるようにする。図はこ
のような状態におけるポリゴンミラー１５および２５の
関係を示し、ここで角θ１は書き込み幅７１分のレーザ
ビームの偏向が位置Ｐにおいて終了する際のそのレーザ
ビームのポリゴンミラー１５における反射点およびその
ポリゴンミラー１５の回転中心とを結ぶ直線と、ポリゴ
ンミラー１５の頂点およびその回転中心を結ぶ直線との
なす回転角である。

さらに角θ２は、書き込み幅ｔ２分のレーザビームの偏
向が位置Ｐにおいて開始する際のそのレーザビームのポ
リゴンミラー２５における反射点およびそのポリゴンミ
ラー２５の回転中心とを結ぶ直線と、ポリゴンミラー２
５の頂点およびその回転中心を結ぶ直線とのなす回転角
である。

第６図においては、書き込み幅７１分のレーザビームの
偏向はポリゴンミラー１５によってなされ、つづいて直
ちに書き込み幅７２分のレーザビームの偏向はポリゴン
ミラー２５によってなされるというように順次に偏向が
行われるので、書き込み幅７１分のレーザビームの偏向
にはポリゴンミラー１５の反射面がひとつおきに使用さ
れ、その事情はポリゴンミラー２５も同様である。

第７図（Ａ）　、　（Ｂ）および第８図は、ポリゴンミ
ラー１５および２５０反射面の向きを常時一定の相対方
向にするための各構成要素の配置例を示す。

ここで、第７図（４）および第８図に示すように、ロー
タリーエンコーダ１６Ａヲポリゴンミラ−１５と一体で
回転するスリット円盤１６Ｂおよびフォトインタラプタ
１６０とからなるものとする。この場合には、スリット
円盤１６Ｂ５を、例えばその円周に沿って設けた各スリ
、ットがポリゴンミラー１５の各頂点とその回転中心と
を結ぶ線上に位置するように配置し、この形態でスリッ
ト円盤１６Ｂおよびポリゴンミラー１５が一体に回転で
きるように第１モータ１６の軸１６Ｘに固定する。フォ
トインタラプタ１６０は、ポリゴンミラー１５の回転中
心を通シ感光ドラム１面からの垂線Ａ　−Ａ’に対して
回転角−０１だけ反時計廻り方向にずれた位置にくるよ
うに配置固定する。このフォトインタラプタ１６０は、
発光ダイオード等の発光素子１６Ｄおよびフォトトラン
ジスタ等の受光素子１６Ｅから構成する。

第７図（Ｂ）は、同様にスリット円盤２６Ｂを、その各
スリットがポリゴンミラー２５の各頂点とその回転中心
とを結ぶ線上に位置するように配置し、この形態でスリ
ット円盤２６Ｂおよびポリゴンミラー２５が一体に回転
できるように楯２モータ２６の軸２６Ｘに固定する。フ
ォトインタラプタ２６０は、感光ドラム１面からの垂線
Ａ−Ａ’に対して回転角−０２だけ反時計廻多方向にず
れた位置にくるように配置一定する。

力お、フォトインタラプタ１６Ｇおよび２６０は、いず
れもその配置位置の微調整が可能であるようにするのが
望ましく、さらに図中の矢印Ｘはポリゴンミラー１５お
よび２５の各回転方向を示す。

第７図（ト）、（Ｂ）および第８図で示した様にロータ
リーエンコーダ１６Ａおよび２６Ａを構成し、第４図あ
るいは第５図で示した様な回転制御方式を用いれば、ポ
リゴンミラー１５および２５は前述した相対関係を保つ
ことができる。

以上の様に構成した場合には、第２図で示したビームデ
ィテクタ２８は必ずしも必要ではなく、ビデオ信号と光
ビーム位置の同期はビームディテクタ１８のみで行なう
ことができる。

第９図（４）および（Ｂ）は、ポリゴンミラー１５およ
び２５の反射面の向きを常時一定の相対方向にするだめ
の各構成要素の配置を示す他の構成例を示す０ 第９図（Ａ）の構成例では、スリット円盤１６Ｂは、そ
の各スリットがポリゴンミラー１５の各頂点とその回転
中心とを結ぶ線上に対して回転角θ１だけ時計廻シ方向
にずれるように配置し、この形態でスリット盤１６Ｂお
よびポリゴンミラー１５が一体に回転できるように第１
モータ（図示せず）の軸１６Ｘに固定する。また、フォ
トインタラプタ１６０は、たとえば感光ドラム１面と直
角方向の垂線Ａ−Ａ’上であり、かつスリット円盤１６
Ｂの各スリットを検出できる位置に配置固定する。

第９図（Ｂ）の構成例では、スリット円盤２６Ｂは、そ
の各スリットがポリゴンミラー２５の各頂点とその回転
中心とを結ぶ線上に対して回転角θ２だけ時計廻り方向
にずれるように配置し、との形態でスリット盤２６Ｂお
よびポリゴンミラー２５が一体に１回転できるように第
２モータ（図示せず）の軸２６Ｘに固定する。また、フ
ォトインタラプタ２６０は、たとえば感光ドラム１面と
直角方向の垂線Ａ−Ａ’上であシ、かつスリット円盤２
６Ｂの各スリットを検出できる位置に配置固定する。

第９図（Ａ）および（Ｂ）で示した様にロータリーエン
コーダ１６Ａおよび２６Ａを構成しても、前述の第４図
あるいは第５図で示した回転制御方式を用いてポリゴン
ミラー１５および２５の上述した相対関係を保つことが
できる。

第１０図は、各レーザビームのホームポジションを合わ
せるだめの他の構成例を示す。

この構成例では、ビームディテクタ１８および２８が第
ル−ザ１３および第２レーザ２３からのレーザビームを
受けるタイミングをそれぞれ検知し、このビームディテ
クタ１８および２８から得られる各検出信号のタイミン
グ差と別途作成される基準信号とを比較することにより
、第１モータ１６および第２モータ２６と一体に回転す
るポリゴンミラー１５および２５の相対関係が一定とな
るように制御する。

第１１図を参照してこれをさらに詳述すると、ビームデ
ィテクタ１８がレーザビームを検出してその検知信号が
位相比較器３８および基準信号発生器３７に供給される
と、そのタイミングで基準信号発生器３７からあらかじ
め定められた周期を有する基準信号が位相比較器３８に
供給される。

つづいてビームディテクタ２８からの検出信号が得られ
ると、この検出信号と先に得られたビームディテクタ１
８からの検出信号との周期（時間差）と上述の基準信号
の周期とが比較され、この比較結果に応じて位相比較器
３８は第２モータ２６を制御し、各レーザビームのホー
ムポジションが合致するようにする。

第１０図に示す３９は、レーザビームのしゃへい手段で
あり、第２レーザ２３からのレーザビームが書き込み幅
１１側に入射し々いようにするものである。

第１２図は、第ル−ザ１３および第２レーザ２３に書き
込み信号を同時に供給する場合のブロック図である。

ここで、第２図で示した書き込み幅１分のビデオ信号Ｖ
Ｄがシリアルに供給されてくると、スイッチ４０を介し
て書き込み幅７１分のビデオ信号をメモリ４１に記憶さ
せ、さらに書き込み幅７２分のビデオ信号をメモリ４２
に記憶させる。次に、カウンタ（図示せず）によシ同期
されたスイッチ４３〜４５の動作によシ、メモリ４１の
記憶内容はスイッチ４３を介して第ル−ザドライバ１４
に、またメモリ４２の記憶内容はスイッチ４４を介して
第２レーザドライバ２４に同時に送出される。

これらの動作の間には、スイッチ４０が切換わるととも
に、カウンタに同期して次回の書き込み幅７１分のビデ
オ信号をメモリ４６に記憶させ、さらに書き込み幅７２
分のビデオ信号をメモリ４７に記憶させる。そして、前
回の書き込み幅１１および７２分のビデオ信号ＶＤがメ
モリ４１および４２からそれぞれ出力され終ると、スイ
ッチ４３〜４５は切シ換えられて、メモリ４６および４
７の記憶内容は、それぞれ第ル−ザドライバ１４および
第２レーザドライバ２４に同時に送出される。

この動作の間には、上述したようにスイッチ４０の切り
換えによυ、ビデオ信号ＶＤはメモリ４１および４２に
それぞれ記憶される。

このように第１２図に示すビデオ信号の第ル−ザドライ
バ１４および第２レーザドライバ２４への入力形態の場
合においても、上述した第３図に示すシリアルカビデオ
信号の転送の場合と同様に、ポリゴンミラー１５および
２５０回転数を精度よく同期させるのが望ましい。

この場合においては、第ル−ザ１３および第２レーザ２
３からの各レーザビームを同時に同一方向に走査させる
ようにするために、第６図〜第９図で示した角θ、をθ
、＝０２となるように構成し、また第１０図で示したビ
ームディテクタ１８および２８にあっては、第ル−ザ１
３および第２レーザ２３からの各レーザビームが同時に
検出されるような制御がなされる。

以上の構成例では、ポリゴンミラーを２個用いた装置と
して説明してきたが、本発明はかかる装置に限られるも
のではなく、例えばポリゴンミラーを３個、４個・・・
・・−・・というように複数個配列し、複数回にわたっ
てレーザビームを走査するように構成することが可能な
こと勿論である。

以上のように複数のポリゴンミラーを用いた場合には、
対応する半導体レーザに対してそれぞれ異なる情報発生
源からの各ビデオ信号を供給することが可能となる。た
とえば、書き広み幅ｌ、に文豐画像を、さらに書き込み
幅１２には図形画像を形成するために、例えばワードプ
ロセッサからは文書にかかるビデオ信号を、さらに光デ
ィスク等に納められた図面ファイルからは図形にかかる
ビデオ信号をそれぞれ同時に読み出し、これらの両ビデ
オ信号を用いる。

第１３図は、ポリゴンミラーを２個角いて対応する半導
体レーザに対してそれぞれ異なる情報発生源からの各ビ
デオ信号を供給するだめの構成例を示す。

ここで、４８および４９はそれぞれメモリであシ、一方
の情−発生源、たとえばワードプロセッサから供給され
る第２図に示した書き込み幅７１分のビデオ信号ＶＤ３
を、スイッチ５０の切換操作に応じて記憶する。５０お
よび５１はそれぞれメモリであり、他方の情報発生源、
たとえば光ディスクから供給される第２図で示した書き
込み幅７２分のビデオ信号ＶＤ４を、スイッチ５２の切
換操作に応じて記憶する。

いま、スイッチ５０および５２の各接点が図示の状態に
あり、ビデオ信号ＶＤ３およびＶＤ４が供給されると、
ビデオ信号ＶＤ３はスイッチ５０を介してメモリ４８に
記憶されるとともに、ビデオ信号’ＶＤ４はスイッチ５
２を介してメモリ５０に記憶される。次にカウンタ（図
示せず）によシ同期して動作するスイッチ５３〜５５の
各接点が図示の状態にあるときには、メモリ４８の記憶
内容はスイッチ５３を介して第ル−ザドライバ１４に、
またメモリ５０の記憶内容はスイッチ５４を介して第２
レーザドライバ２４に同時に送出される。

これらの動作の間に、スイッチ５０および５２の各接点
が図示とは反対側に切シ換わるとともに、次回の書き込
み幅７５分のビデオ信号ＶＤ３をメそり４９に記憶させ
るとともに、さらに書き込み幅１２分のビデオ信号ＶＤ
４をメモリ５１に記憶させる。

そして、メモリ４８および５０からの出力が終了すると
、スイッチ５３〜５５の各接点が図示とは反対側に切り
換わシ、メモリ４９および５１の記憶内容は対応するス
イッチ５３および５４を介して第ル−ザドライバ１４お
よび第２レーザドライバ２４にそれぞれ同時に送出され
る。

このような一連の動作を繰シ返すことによシ、異なる情
報発生源からの情報に応じて画像の編集を行うことがで
きる。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、たとえば従来装置
と同じようにポリゴンミラーの反射面の数とその回転数
とを等しくシ、かつそのポリゴンミラーを２個用いた場
合には、従来装置と比較してレーザビームの振シ幅（走
査幅）が半分となるので、光路長をはぼｂに短縮するこ
とができ、もって装置を小型化することができる。

さらに、本発明によれば、上述のようにその光路長をほ
ぼ１／２Ｖｃ短縮することができるので、ビデオ信号の
周波数が従来と同じであればその記録密度を２倍にでき
、もって良好な画像が得られる。

さらにまた、本発明の実施にあたりその光路長を従来装
置と等しくした場合においては、ポリゴンミラーの反射
面数を２倍に増加したものを使用することができ、これ
によりポリゴンミラーの回転数を半分に軽減することが
できる。

加えて、本発明は、たとえば特開昭５８−９８７４６等
の公報によシ開示されているディスプレイ装置等に適用
してもきわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を光学系を中心に描いた概略構
成図、 第２図′は本発明画像形成装置の構成の一例を光学系を
中心に描いた概略構成図、 第３図は信号発生源からシリアルに供給されてくるビデ
オ信号を各半導体レーザに対して交互に供給するための
構成例を示すブロック図、第４図および第５図は２個の
ポリゴンミラーの各回転数を合致させるための回転制御
を行う構成例を示すブロック図、 第６図はレーザビームのホームポジションを合わせるた
めの２個のポリゴンミラーの関係の一例を示す説明図、 第７図（４）および伯）はそれぞれポリゴンミラーの反
射面の向きを常時一定の相対方向にするだめの各構成要
素の配置例を示す平面図、 第８図はその第７図（Ａ）の正面図、 第９図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれポリゴンミラーの
反射面の向きを常時一定の相対方向にするための各構成
要素の他の配置例を示す平面図、第１０図および第１１
図はそれぞれレーザビームのホームポジションを合わせ
るための他の構成例を示す平面図およびブロック図、 第１２図および第１３図はそれぞれ各半導体レーザに書
き込み信号を同時に供給する場合のブロック図である。 Ｘ、Ｙ・・・光学系、 １・・・感光ドラム、 １３・・・第ル−ザ、 １４・・・第２レーザドライバ、 １５．２５・・・ポリゴンミラー、 １６・・・第１モータ、 １６Ａ　、　２６Ａ・・・ロータリーエンコーダ、２３
・・・第２レーザ、 ２４・・・第２レーザドライバ、 ２６・・・第２モータ。 第８図 品

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光ビームを発生させる複数の光源と、 該複数の光源から発生した光ビームの各々 を個別に偏向させる複数の偏向手段と、 該複数の偏向手段により個別偏向された光 ビームがそれぞれ照射される記録媒体とを具備したこと
   を特徴とする画像形成装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置において
   、前記複数の偏向手段を互いに同期させて動作させるよ
   うにしたことを特徴とする画像形成装置。