JPS6122320A - レ−ザビ−ム走査装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザビーム走査装置に関するものであり、
特に、レーザプリンタなどに用いるに好適なレーザビー
ム走査装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、高速、高画質で、かつ低騒音のレーザプリンタの
開発が進められ、また実用化され始めている。

以下に、図面を参照して、従来のレーザプリンタに適用
されたレーザビーム走査装置を簡単に説明する。

第２図はレーザプリンタに適用された従来のレーザビー
ム走査装置の構成を示す概略的斜視図である。なお、回
転多面鏡３とレーザ光源１との間、および回転多面鏡３
と感光体６との間には、それぞれ集束レンズ系が配置さ
れているが、図を見易くするために、前記集束レンズ系
は省略されている。

図において、回転多面鏡３は、その側面に複数の平板状
鏡３Ｅを有する正多角柱である。前記回転多面鏡３は、
柱状体に鏡を複数枚貼り合わＵて構成されても良いが、
通常は、金属柱を正多角柱となるように切削し、その側
面を鏡面どなるように研磨することにより構成される。

前記複数の平板状鏡３Ｅは、互いに隣り合う平板状鏡３
Ｅとのなす角度が等しくなるように、また互いに等しい
大きさになるように、極めて精密に形成されている。

前記回転多面鏡３は、モータ４の出力軸４Ａに接続され
ていて、該モータ４の駆動力により、例えば矢印六方向
に回転されることができる。

また、前記モータ４の出力軸４Ａには、さらにフォトエ
ンコーダ、タコゼネレータ等の回転速度検出センサ５Ｆ
が接続されていて、該回転速度検出センサ５Ｆによりモ
ータ４の回転速度が検出される。

フランジ４Ｂは、当該レーザビーム走査装置の諸部品を
それぞれ所定の位置に配置するためのハウジング（図示
せず）に、前記モータ４を取付けるために設けられてい
るものである。

レーザ光源１は、その出力レーザビームを、前記回転多
面鏡３の平板状鏡３Ｆのうちの一つに照射することがで
きるように、当該レーザプリンタ内に配置されている。

前記レーザ光源１は、変調手段（図示せず）に接続され
ている。

感光体６は、前記平板状鏡３Ｅにより反射されたレーザ
ビームの照射を受けることができるように、当該レーザ
プリンタ内の所定の位置に配置されている。前記感光体
６は、感光体駆動手段（図示せず〉により、例えば矢印
Ｂ方向に回動されることができる。

また、前記感光体６の周囲には、図示されていないが、
帯電装置、現像装置、転写装置、定着装置等の各種装置
が、それぞれ所定の位置に配置されている。

さてつぎに、第２図のレーザビーム走査装置による感光
体６へのレーザビーム露光の動作を説明撲る。

まず、画像電気信号が、画像読取装置（図示せず）から
変調手段（図示せず）に転送される。前記変調手段は、
前記画像電気信号に応じてレーザ光源１を駆動し、これ
により該レーザ光源１からは前記画像電気信号に応じて
変調されたレーザ光が出力される。

出力されたレーザ光は、コリメータレンズ、シリンドリ
カルレンズ等により構成された第１の集束レンズ系（図
示せず）に入射され、ビーム光となり、そして、該レー
ザビームは、回転多面鏡３の側面に固着、あるいは形成
された複数の平板状鏡３Ｆのうちの一枚一すなわち、反
射面３Ｂに到達する。

前記反射面３Ｂで反射したレーザビームは、ｆ−θレン
ズおにびシリンダレンズにより構成される第２の集束レ
ンズ系（図示せず）を通過した後、感光体６の符号Ｑ１
で示した位置に到達する。

前記感光体６は、帯電装置（図示せず）により帯電され
ている。

前記第２の集束レンズ系により、レーザビームは、感光
体６の表面に点として入射されるように−すなわち、集
束されるように屈折される。

ここで、回転多面鏡３を矢印六方向に回転させれば、レ
ーザビームの反射面３Ｂに対する入用角が相対的に徐々
に変化するので、感光体６−１−におけるレーザビーム
の入射位置もＱｌから０２へと矢印Ｃ方向へ移動する。

前記レーザビームの感光体６上への一走査（主走査）が
終了すると、前記反射面３Ｂの隣に配置されていた平板
状鏡３Ｅがレーザビームの光路上に位置されることにな
り、レーザビームは、感光体６上を再びＱｌから０２へ
と走査する。

ここで、感光体６は矢印Ｂ方向に回転しているので、レ
ーザビームの主走査は、その前の主走査位置からずれた
位置に行なわれるーすなわち、レーザビームの主走査は
、該主走査に垂直な方向（副走査方向）に順次行なわれ
る。

このようにして、感光体６上に形成された静電潜像は、
現像装置により顕像化された後、記録用紙に転写される
。

なお、前記第２の集束レンズ系を構成するｆ−０レンズ
は、反射面３Ｂにより反射されたレーザビームのｆ−ｆ
）レンズに苅する振り角と、感光体６上におりるレーザ
ビームの主走査距離とを比例関係にするための光学素子
である。

したがって、回転多面鏡３の回転速度が一定に保たれれ
ば、感光体６上におけるレーザビームの照射速度も一定
となり、これにより、前記感光体６上には、歪みやぼ【
プ等のない極めて良好な静電潜像が形成されることにな
る。

さて、前記回転多面鏡３の回転速度を一定に保つ方法と
しては、いろいろな方法が考えられるが、回転多面鏡３
の定速回転を高い精度で得るために、ＰＬＬ制御により
、モータ４の回転を制御さぜる方法が提唱されている。

前記ＰＬＬ制御によるモータ４の回転制御は、良く知ら
れているように、回転速度検出センサ５Ｆとしてフォト
エンコーダを用い、該フオ！・１ンコーダにより前記出
力軸４Ａの回転数に応じたパルスを検出し、これをフィ
ードバック信号として、水晶発振器等から出力される基
準周波数およびその位相に追従するように、前記モータ
４の回転数および位相を制御することにより行なわれる
。

つぎに、前記フォトエンコーダ５について説明する。

第３図は、モータ４および該モータ４に取付けられたフ
ォトエンコーダ５の概略構成を示す斜視図である。図に
おいて、回転多面鏡３は省略されている。

フォトエンコーダ５は、符号板５Ａおよび少なくとも一
対の発光素子および受光素子により構成されている。

一〇− モータ４の出力軸４Δの端部には、円板状の符号板５Ａ
が固着されている。前記符号板５Ａの外周部には、等間
隔に複数のスリット５Ｂが形成されている。

第１の発光素子６Ａおよび第１の受光素子６Ｂ。

ならびに第２の発光素子７Ａおよび第２の受光素子７Ｂ
は、前記符号板５Ａを挾んで両側に、各々対向するよう
に配置されている。

前記第１および第２の発光素子６Ａ、７Ａから発せられ
る光は、それぞれ前記第１および第２の受光素子６Ｂ、
７Ｂへ指向されているので、前記光は、符号板５Ａの回
転により、各々の光路上にスリット５Ｂが位置されたど
きに限り、前記第１の受光素子６Ｂ、および第２の受光
素子７Ｂに達することができる。

したがって、前記第１の受光素子６Ｂおよび第２の受光
素子７Ｂとして、ホｌ−トランジスタ、ホ］〜ダイオー
ド等のスイッチング素子を用いれば、−１０＝ 前記出力軸４Ａの回転速度に応じた数のパルスを得るこ
とができる。

なお、前記第１の発光素子６Ａおよび第１の受光素子６
Ｂ、ならびに第２の発光素子７Ａおよび第２の受光素子
７Ｂの２組の光学素子は、符号板５Ａの回転により得ら
れる各々の出力パルスの位相がずれるような位置（たと
えば、１／４波長ずれる位置）に配置されているので、
公知の手法により、前記符号板５Ａの回転方向をも検知
することができる。

もちろん、符号板５Ａの回転方向を検知する必要がない
ときには、前述のように光学素子を２１′１設ける必要
はない。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を右していた
。

（１）モータ４の出力軸４Ａの延長上に、回転速度検出
センサが設けられているので、該回転速爪検出センサを
設けた分だけ、当該レーザビーム走査装置が大型化して
しまう。また、前記回転速度検出センサは、比較的高価
であるために、当該レーザビーム走査装置もその製作費
が上界する。

（２）モータ４の出力軸４Ａに回転速度検出センサが直
接取付けられているので、前記モータ４の負荷が大きく
なり、該モータ４としては、その出力の比較的大きなも
のが必要である。したがって、当該レーザビーム走査装
置の製作費がさらに増大し、また、モータ４の消費電力
も大きくなる。

（３）回転速度検出セン４Ｊ”としてフォトエンコーダ
５を用いる場合は、該フォトエンコーダ５の符号板５Ａ
に形成されるスリット５Ｂは、等間隔に形成されない場
合−すなわち、符号板５Ａにスリッ］〜誤差が生じる場
合がある。

この場合には、モータ４の回転速度を正確に検知するこ
とができなくなるので、該モータ４の回転を高い精度で
一定に保つことが不可能となる。

（４）回転速度検出センサとしてタコゼネレータを用い
る場合は、該タコゼネレータからノイズが発生するので
、他機器へ悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、回転多面鏡３を構成す
る複数の平板状鏡３Ｆのうちの１つに、光を指向するに
うに配置された発光素子、および前記光が所定の角度内
で前記平板状鏡３Ｅに入射したときに、該平板状鏡３Ｆ
による反射光を検知するように配置された受光素子によ
り、回転速度検出センサを構成する手段を講じ、これに
より、回転速度検出センサを極めて小型に、かつ安価に
製作でき、また、回転多面鏡３の回転用モータ４の負荷
を増加させないという作用を生じさせた点に特徴がある
。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部を示す概略的斜視図で
ある。図において、第２図および第３図と同一の符号は
、同一または同等部分をあられしているので、その説明
は省略する。

回転速度検出センサ１０は、発光素子および受光素子に
より構成されている。前記回転速度検出センサ１０は、
発光素子の発光部１１および受光素子の受光部１２が共
に回転多面鏡３に対向するように、ブラケット２０を介
してモータ４の７ランジ４Ｂに固着されている。

第４図および第５図は、第１図における回転速度検出セ
ンサ１０の動作説明図である。各々の図において、第１
図と同一の符号は、同一または同等部分をあられしてい
る。

まず、第４図において、回転速度検出センサ１０の発光
部１１から照射される光は、矢印Ｆ方向に進行し、回転
多面鏡３の側面に形成された複数の平板状＃Ｍ　３　Ｅ
のうちの一枚に到達する。ここで、前記光は、所定の角
度範囲内で前記平板状鏡３Ｆに入射されれば、（例えば
、矢印Ｇ方向に反射されるので、）受光部１２に照射さ
れる。

つぎに、第５図において、前記回転多面鏡３は、出力軸
４Ａを中心として矢印六方向に回転されるから、前記回
転につれて、前記光の平板状鏡３Ｆに対する入射角も徐
々に変化する。

前記回転が進むと、前記光の平板状鏡３Ｆに対する入射
角は、前記の所定の角度範囲からはずれることになる。

したがって、前記光は、例えば矢印１」方向へ反射され
、これにより、受光部１２には前記光は照射されなくな
る。

すなわち、本発明による回転速度検出センサ１０におい
て、前記受光素子として、ホトトランジスタ、ホトダイ
オード等のスイッチング素子を用い、また発光部１１か
ら常に光を照射させてお【プば、前記受光素子からは、
回転多面鏡３の回転に応じた数の電気的パルス（回転多
面鏡３の１回転につぎ、平板状鏡３Ｆの数だりのパルス
）が出力されることになる。

さらに、回転多面鏡３の側面に形成された複数の平板状
鏡３Ｆは、互いに隣り合う平板状鏡３Ｅとのなす角度が
等しくなるように、また互いに等しい大きさになるよう
に、極めて精密に形成されているので、前記パルスは、
回転多面鏡３の回転速仰に応じて、極めて正確に出力さ
れることになる。

したがって、前記パルスを用いて、ＰＬＬ制御等により
、モータ４の回転を制御寸れば、レーザビームの走査を
極めて定速に−したがって、良好に行なうことができる
。

なお、前述の説明においては、回転速度検出センサ１０
は、発光素子および受光素子を一体的に形成して構成さ
れるものとしたが、特にこれに限定されることはなく、
前記発光素子および受光素子は、当該レーザビーム走査
装置内に別々に配置されてもよい。

さらに、前記回転速度検出センサ１０は、ブラクット２
０を介してモータ４のフランジ４Ｂに取付けられるもの
としたが、回転速度検出１２ン１ノ１０が回転多面鏡３
に対して所定の位置関係を有するように、当該レーザど
−ム走査装置のハウジング、あるいはプリンタ内に固着
することができれば、どのような手段により取付けられ
ても良いことは当然である。

また、前記回転速度検出センサ１０を２組設（プ、かつ
、その配置を、各々の受光素子によりｊｑられるパルス
の位相がずれるような位置に行なうことにより、回転多
面鏡３の回転方向をも検知することができる。

さらにまた、この場合には、特に回転速度検出センサ１
０を２組設けなくとも、１個の発光素子と、回転多面＆
（１３の回転方向に隣合って配置された２個の受光素子
により、互いに位相のずれたパルスを得ることができる
ことも明白である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。すなわち、発光部および受
光部が回転多面鏡と対抗するように、発光素子および受
光素子を配置することにより、回転速度検出センサを構
成し、前記発光素子から発せられる光を、前記回転多面
鏡の回転ににす、前記受光素子に指向させるにうにした
ので、（１）回転多面鏡回転用のモータの回転速度に応
じて、正確に電気的パルスを得ることができ、これによ
り、ＰＬＬ制御等により、前記モータの回転を正しく制
御することができる。

（２）モータの出力軸延長トに、フＡトエンコーダで用
いられる符号板等を設ける必要がないので、前記上−夕
の出力軸方向に、当該シー１１ビーム走査装置が大型化
することがなく、また、当該レーザビーム走査装置を安
価に製作Ｊ−ることがＣさる。

さらにまた、七−タの負荷が増大することがなくなるの
で、該モータとして、出力の比較的小さなものを利用す
ることができ、当該レーザビー１１走査装置をざらに安
価に製作することができる。

（３）回転速度検出センサからノイズが発生づることが
ないので、当該レーザビーム走査装置の近傍に配置され
る他機器へ悪影菅を及ぼすおそれがない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の要部を示すＩＩＩ略的斜視
図、第２図はシー１１プリンタに用いられた従来のレー
ザビーム走査装置の構成を示す概略的斜視図、第３図は
モータおよび該モータに取ｔ１けられたフォト１ンコー
ダの概略構成を示す斜視図、第４図および第５図は第１
図における回転速度検出センサの動作説明図である。 １・・・レーザ光源、３・・・回転多面鏡、３［・・・
平板状鏡、４・・・モータ、４Δ・・・出力軸、６・・
・感光体、１０・・・回転速度検出センサ、１１・・・
発光部、１２・・・受光部 代理人弁理二１　　平木通人　外１名 ２　１　　図　　　　　　　　　　才　　３　１Ａ ７２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビームを照射するレーザ光源と、正多角形
   となるように、その側面に複数の平板状鏡を有し、前記
   レーザビームが、前記複数の平板状鏡のうちの少なくと
   も１つに照射されるように配置された回転多面鏡と、前
   記平板状鏡で反射されたレーザビームを感光体、フィル
   ム等の露光面で走査するように、前記回転多面鏡を回転
   させるモータと、前記モータの回転速度に応じた電気信
   号を発生する回転速度検出センサと、前記回転速度検出
   センサにより発生された電気信号により前記モータの回
   転を制御するモータ制御手段とを具備したレーザビーム
   走査装置であつて、前記回転速度検出センサは、前記複
   数の平板状鏡のうちの１つに光を指向するように配置さ
   れた発光素子、および前記光が所定の角度で前記平板状
   鏡に入射したときに、前記平板状鏡による反射光を検知
   するように配置された受光素子であることを特徴とする
   レーザビーム走査装置。
2. （２）前記発光素子は１個であり、前記受光素子は２個
   であり、かつ回転多面鏡の回転方向に隣合って配置され
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のレ
   ーザビーム走査装置。
3. （３）前記発光素子および受光素子は、一体的に形成さ
   れたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項あるい
   は第２項記載のレーザビーム走査装置。