JPS62169575A - プリンタの光ビ−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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、プリンタの光ビーム走査装置に係り、特に主
走査方向の走査幅の大きなレーザプリンタのレーザビー
ム走査装置として用いるに好適な光ビーム走査装置に関
する。

〔従来の技術〕

レーザプリンタは、コヒーレントな特性を有するレーザ
光線を画素信号に応じて変調し、その結得られたレーザ
ビームを微小スポットに結像して一様に帯電された感光
体（被露光体）の表面に走査露光することにより静電潜
像を形成し、その潜像を着色トナーによって現象するも
のであり、精細な画像を高速で記録再生できることから
広く普及しつつある。

従来、レーザビーム微小スポットを正確に走査する方法
として１例えば、半導体レーザ等からのレーザ出力光を
結合レンズにより一定の断面径のレーザビームに変換し
、このレーザビームを正確に回転するモータに取付けら
れた多面鏡に入射しその反射光はＦθレンズを介して結
像面である感光体表面に照射する方法が知られている。

この様な方法を用いた走査装置において、走査露光幅を
拡大して大きな面積の画像再生を行うためには、長焦点
レンズを用いるか、または有効偏向角度θを大きくしな
ければならない。このことは、画像幅（走査露光幅）Ｗ
が、Ｆθレンズの焦点距離をＦ、有効偏向角θとすると
、 Ｗ＝ＦＸθ であられされることから理解しつる。

ところが、長焦点レンズの使用は光路長の拡大を意味し
、装置の大形化、多面鏡の面倒れによる走査誤差の増加
および結像スポット径の拡大を招来することとなる。そ
の結果、より高精度の多面鏡、より大きな入射ビーム径
が必要となる。

一方、有効偏向角θの拡大は多面鏡の各鏡の大形化やＦ
θレンズの大形化につながり、これらはレーザプリンタ
のコスト上昇の要因となり、また有効偏向角θの広角部
での歪が拡大される等の問題を生せしめることとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の問題を解決する手段として、小形の走査装置を主
走査方向に並列にならべて大形の走査幅を得ることが考
えられる。これまでプリンタとしての走査露光装置にお
いてこの考えに基づく例は見あたらないが、イメージス
キャナーに複数個のセンサーを用いて長幅の像を読み取
る方法がある（「マグネトグラフィ方式による複製機」
画像電子学会誌ＶＯＬ、１０．Ｎ（１３（１９８１）第
２０８〜２０９頁参照）、シかし、この場合、センサー
の主走査方向の一直線上の配置およびセンサー間隔の位
置合せに高精度を必要とし、Ｕ整が困雅となる開運があ
る。同様な課題は、複数個の走査露光装置を用いて大き
な露光幅を得る場合にも発生する。特に、主走査方向で
の光走査中に副走査方向に連続的に感光体が移動するプ
リンタにあっては、各走査装置の走査周期の位相整合を
必要とするたメコの整合が困稟となっていた。

本発明は、大走査幅を必要とするプリンタの光ビーム走
査装置において、高精度で走査しうる光ビーム走査装置
に提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明は、主走査方向の走
査域が複数の走査域に分割され、一定速度で副走査方向
に移動される被露光体の表面への光ビームの照射を前記
各分割走査域のそれぞれに対応して走査すべく主走査方
向に並列に設けられた複数の走査手段を備えたプリンタ
の光ビーム走査装置において、前記各走査手段は、光線
発生源と１画素信号に応じた光量の光線を前記光線発生
源から発生させるための変調手段と、前記光線を主走査
方向に偏向して前記受は持ち分割走査域への光ビームの
走査露光を行う偏向手段と、各偏向手段に対して共通な
単一の基準クロック信号による基準走査周期に対する各
偏向手段の偏向位相を当該偏向手段の実偏向周期検出値
に基づいて可変調整可能な偏向位相制御手段と、を備え
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成からなる本発明によれば、主走査方向に並列に
設けられた複数の偏向手段に対して共通な単一の基準ク
ロック信号を用い、この基準クロック信号に基づく基準
走査周期に対する各偏向手段の偏向位相を当該偏向手段
の実際の偏向周期の検出値に基づいて偏向位相制御手段
により可変調整するものであるため、副走査方向への被
露光体の移動に伴って生じる各分割走査領域の境界での
光ビームスポットの位置ずれを正確かつ容易に修正する
ことができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る光ビーム走査装置の実施例を図面に
基づいて説明する。

第１図に本発明の実施例の全体構成を平面でみたブロッ
ク図で示す。光ビーム走査装置は、大別して画素信号（
以下、ビデオ信号という。）を入力としてこのビデオ信
号に応じた光量のレーザ光線を発生させるための変調手
段と、変調信号を受けて対応するレーザ光線を出力する
光線発生源と、発生したレーザ光線を主走査方向に偏向
するための偏向手段と、この偏向手段を制御する偏向位
相制御手段を有する偏向制御手段と、偏向手段と被露光
体（以下、感光体ドラムという。）との間に介在して走
査面合せに供せられる一方向収束性を有するシリンダレ
ンズと、を備えて構成され、後述するように主走査方向
に複数に分割された各走査域にそれぞれ対応して設けら
れている。以下。

各手段別に詳述する。

５．　体ドラム（７ まず、偏光されるレーザビームの結像面である感光体ド
ラム７について説明する。本実施例では、感光体ドラム
７の主走査方向の走査域ＷはＷｌ。

Ｗ２の２つの領域に分割されている（なお、この分割数
に任意である。）、第１回中、Ｐｏｏは第１走査領域Ｗ
１におけるビームディテクタ基準点、Ｐｌはビデオ走査
スタート点、Ｐｏ１は第２走査領域Ｗ２におけるビーム
ディテクタ基準点、Ｐ２ビデオ走査スタート点、Ｐｓは
ビデオ走査終了点を示している。ｘｌはＰｏｏ点とＰ１
点聞の距離。

Ｘ２はＰｏ１点とＰＺ点点間距離を示している。

線発生源、偏　手段 第１図において、１および１′はレーザ光線を発生する
レーザダイオード、２，２′はレーザダイオード１，１
′からのレーザ光線を一定のレーザビーム径にするため
の結合レンズである。

次に、３．３′はスキャナーモータで、多面鏡４．４′
をそれぞれ一定回転数で周期的に回転させる。５，５′
は結合レンズ２，２′より一定径となったレーザビーム
６．６′の多面鏡４，４′での反射光を受けてドラム７
の表面に微小スポットを結ばせるとともに多面鏡４，４
′の角速度に比例した速度で光走査するためのＦθレン
ズである。８はドラム７上の全走査域Ｗを包含する幅を
有するシリンダレンズである。９．９’　はレーザビー
ム６．６′の光軸をビームブタフタ１０゜１０’へ偏向
するための小形反射鏡である。１１゜１１′は信号増幅
器で、第１図のＰＯＯ，Ｐｏ１点にビームが偏速したと
きパルス信号ＨｓｙｎｃおよびＨ’５ｙｎｃを発生する
。１２．１２’はスキャナモータ３，３′を同期回転さ
せるためのモータ制御回路である。

３］コー：ｉ％−−３１ユニ艷二久ｕＪ＠＠及第２図に
スキャナモーター３および制御回路］６２の詳細ブロッ
ク図を示す。なお、説明を簡単にするため第１走査域に
対応するもののみついて述べ第２走査域についても同様
なので説明を省略する。

スキャナモータ３は永久磁石よりなるロータ３ａを有し
、ロータ軸３ｂが多面鏡４に直結されている。また多面
鏡４には４−１〜４−８に示す小面反射鏡を有している
。Ｕ、Ｖ、Ｗは励磁差線を示し、ｘ、ｙ、ｚは励磁差、
Ｂｕ、ｖ、ｗに３相電圧ｕ、ｖ、ｙをローター３８の磁
極位置より印加するタイミングを検知するためのホール
素子である。１３は直流電源を三相交流電源に変換する
ためのインバータで、その出力電圧ｕ、ｖ、ｗはフェー
ズロックループ回路（以下、ＰＬＬ回路という。）の出
力信号Ｓｐｂムによって制御される。

１４は、前記ＰＬＬに正確な電圧を供給するため。

の定電圧回路（ＡＶＲ）である。１５はスキャナモータ
３のローター３ａの回転速度を検知するための回転数検
知素子で、例えば、４ｗＡの磁極よりなるローター３ａ
にあっては１回転につき２サイクルの略正弦波形の出力
ｆｇを発生する。この信号ｆｇは増幅器１６で増幅され
ると共に、キャパシタ１７により直流分が除去され、可
変遅延回路１９を介しフィードバック信号ｆｇ′　とし
てＰＬＬ回路１８に入力される。

ＰＬＬ回路１８は、モータ回転数制御基準周波発振器２
０で設定される基準信号に対し、フィードバック信号ｆ
ｇ′と周期および位相共一致するよう出力信号Ｓ　ｐＬ
ｔ、を発生し、インバータ１３に与える。この様な構成
にあって、遅延回路１９の遅延時間に相当する位相関係
でスキャナモータ３のロータ３ａは回転し、多面鏡４に
対する発振器２０の基準クロックの位相が制御される。

変−調手１隻 次に変調手段について説明する。再び第１回に戻って、
２１．２１’はラインバッファで、ビデオ信号ＶＤの一
ライン分の画素を格細するバッファメモリである。具体
的には、第３図に示すビデオ信号（１）〜（Ｎ）までを
ラインバッファ２１に、また（Ｎ＋１）〜（Ｍ）までの
ビデオ信号をラインバッファ２１′にそれぞれ格納する
。２２゜２２′はシフトレジスタで、ラインバッファ２
１゜２２′から転送されるビデオ信号Ｖｏをビデオクロ
ックＫｓ、Ｋｚのタイミングでシリアル信号としてビデ
オ信号増幅器２３．２３’に出力する。

２４．２４’は１位相整合回路である。本回路は多面鏡
４，４′の分割精度を緩和するための機能および、第１
図に示すビデオ走査スタート点Ｐ１およびＰ２を設定す
る。この位相整合回路２４゜２４′には、基準発振器２
５からのクロック信号ＶＣＫが入力される。プリセット
回路２６にはビームブタフタ基準点Ｐｏｏからビデオ走
査スタート点Ｐ１までの距離ｘ１に相当する時間分のク
ロック数ｎ＆がプリセットされており、ビームディテク
タ１ｏの出力信号）Ｉｓｙｎｃのパルス入力によってプ
リセット回路２５のプリセットクロック数ｎ＆の時間分
だけ遅れて位相整合回路２４からビデオクロックに１が
出力される。なおに１は第３図に示す如く、基準発振器
２５のクロックＶＣＫを８分周したクロックとしている
。これはＸＩの長さのディジタル誤差を１／８とするた
めである。以下同様に位相整合回路２４′およびプリセ
ット回路２６′によって第１図と第３図に示す基準点Ｐ
ｏｔからｘ２離れた２２点の管理を行う。

レーザビーム　査像 次に、レーザビームの走査とその走査により得られる走
査像との関係について述べる。

第４図（イ）は正常なビーム走査により得られる光ビー
ム走査像である。

第４図（ロ）および（ハ）は、Ｗ１領域の像に対しΔの
距離だけ主走査方向にずれを生じた場合で、これらのず
れΔはプリセット回路２６′のセット数ｎｂ　を調整す
ることで調整可能となる。

第４図（ニ）および（ホ）は副走査方向にδだけずれを
生じた場合を示し、このずれδは走査位相の調整手段で
ある第２図の遅延回路１９による遅延時間調整によって
修正できる。ただし遅延回路１９による修正は副走査ピ
ッチのずれが微小な場合に修正可能であり、第１図に示
す第１の走査手段Ａと第２の走査手段Ｂのそれぞれが受
けもつ走査平面が大幅な場合には不可能となる。そこで
、この２つの走査手段の走査面合せを容易にするのが、
第１図に示すシリンダレンズ８で、このシリンダレンズ
８の一方向収束性により、走者平面のずれδは、上記遅
延回路１９による修正可能域まで含めて容易に設定する
ことができる。

具体的事例で述べると、１２本／ｍｍの副走査ピッチの
光学系を焦点距ｇ１５０ｎ＋ｍのＦθレンズおよび焦点
距＠３０ｍｍのシリンダレンズで構成した場合、遅延回
路１９で修正可能なずれδ（第４図参照）は、１／２ピ
ツチで ±１／２ｘｌ／１２＝１／４８ ”ｉ”０．０２ｍｍ の走査平面に設定する必要がある。これをシリンダレン
ズ８を用いずに得るには、光走査平面を±０．０２ｍｍ
以内に設定する必要があるのに対し、シリンダレンズ８
を用いることによりＡ、８２つの走査手段の平行平面ず
れδに対しては第５図に示すように無調整となり、平面
相互の傾きに対しても焦点距離比で約５倍の許容幅を得
ることができる。

〔発明の結果〕

以上述べた如く、本発明によれば、偏向位相制御手段を
備え、被露光体の副走査方向への移動に伴って生じる各
分割走査領域相互間の光ビームスポットの位置ずれを正
確かつ容易に修正することができ、高精度な光ビーム走
査装置を提供しつる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は偏
光手段および偏向制御手段を示すブロック図、第３図は
各クロック信号とビデオ信号の関係を示すタイムチャー
ト、第４図は走査画像の説明図、第５図はシリンダレン
ズの説明図である。 Ａ・・・第１走査手段、Ｂ・・・第２走査手段、１，１
′・・・レーザダイオード、２．２′・・・結合レンズ
、３゜３′・・・スキャナモータ、４．４’・・・多面
鏡、５゜５′・・Ｆθレンズ、６，６′・・・レーザビ
ーム、７・・・感光体ドラム、８・・・シリンダレンズ
、１２゜１２′・・・スキャナモータ制御回路、１９・
・・可能遅延回路、２０・・・基準クロック発振器、２
１．２１’・・・ラインバッファ、２２．２２’　・・
・シフトレジスタ、２４．２４’・・・位相整合回路、
２５・・・基準クロック発振器、２６．２６’・・・プ
リセット回路、Ｖｏ　・＝ビテオ信号、　Ｈｓｙｎｃ＋
　Ｈ’　５ｙｎｃ・・・同期パルス信号、Ｋｌ、Ｋｚ・
・・ビテオクロック信号、　　　　・−″（′− 代理人　弁理士　小川勝男　ヘノ 佑１図 も７日 よ 躬３図 躬４０ ￥５０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主走査方向の走査域が複数の走査域に分割され、一
   定速度で副走査方向に移動される被露光体の表面への光
   ビームの照射を前記各分割走査域のそれぞれに対応して
   走査すべく主走査方向に並列に設けられた複数の走査手
   段を備えたプリンタの光ビーム走査装置において、 前記各走査手段は、光線発生源と、画素信号に応じた光
   量の光線を前記光線発生源から発生させるための変調手
   段と、前記光線を主走査方向に偏向して前記受け持ち分
   割走査域への光ビームの走査露光を行う偏向手段と、各
   偏向手段に対して共通な単一の基準クロック信号による
   基準走査周期に対する各偏向手段の偏向位相を当該偏向
   手段の実偏向周期検出値に基づいて可変調整可能な偏向
   位相制御手段と、を備えたことを特徴とするプリンタの
   光ビーム走査装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記偏
   向手段と被露光体との間に全走査域に亘つて共役の一方
   向収束性光学系を配したことを特徴とするプリンタの光
   ビーム走査装置。