JPS63305320A - 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】 （技術分野） 本発明は光ビーム走査装置に関し、より詳細には、レー
ザープリンタ、ディジタル複写機、ファクシミリ等にお
ける光書込み系に適用しうる光ビーム走査装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来、被走査面（例えば感光体）上に画像形成に必要な
所要スポット径を以てビームを結像させるために、結像
レンズ以前の光路上にビーム整形用のスリットを設けて
おき、該スリット通過後のビームを偏向器の反射面にそ
の法線方向に対して傾けて入射させ、その反射光を入射
ビームとして上記結像レンズに入射させるようにしてい
る光ビーム走査装置が知られている。

例えば、第６図、第７図、第１１図において光源たる半
導体レーザー３２より発散したビームはコリメータレン
ズ３３により平行光化されてからスリット３４により整
形されて半導体レーザーユニット２１より出射される。

そして、このビームは第１ミラー２２により、偏向器２
３の反射面を構成する円柱を斜めに裁断した如き反射面
のピラミダルミラー２４の略回転軸にそって入射される
。

かかる状態の下でピラミダルミラー２４が回転すると、
これに伴ない偏向されてｆＯレンズ２５に進み、等連化
されて第２ミラー２６の反射部３７にて光軸を曲げられ
、トロイダルレンズ２７を通り、感光体ドラム１の外周
面に結像される。

なお、ｆＯレンズ２５と第２ミラー２６との間に配置さ
れた光ファイバー３５は、フ第１・センサー３６に導か
れておりこれらは書出し位置を決定する同期光を取り出
すためのものである。

このような光学系において、偏向器２３以前におけるビ
ーム整形に係るスリット３４はレーザーユニット２１と
一体的に不動部材に固定されており、かかる構成により
以下の問題を生じていた。

第８図に示す如く、スリット３４（第１１図参照）で整
形された楕円の入射ビームＬＮが、第１ミラー２２によ
り反射されて、ピラミダルミラー２４に入射する訳であ
る。

ここで、第８図に示す如く、ピラミダルミラー２４のあ
る回転位置では入射ビームＬＮの径ａは反射後１反射ビ
ームＬＯの径が主走査方向であるＸ軸方向に長軸を有す
る径ａの楕円のビームとなる。しかし、入射角が法線方
向に対して傾いているためピラミダルミラー２４が９０
°回転すると第９図に示す如く反射ビームＬＯの径が主
走査方向と直交する副走査方向たるｙ軸方向に長軸を有
する径ａの楕円ビームとなる。

勿論、楕円ビームにおいて、長軸方向に直交する短軸方
向についての径も上記座標軸方向についてそれぞれ変化
し、その結果、ピラミダルミラー２４が９０１回転する
間に偏向ビームは感光体１上で回転し、９０°回転した
ところで・丁度、主走査方向と副走査方向とで長軸と短
軸の位置が逆転してしまう。

ｆθレンズ２５やトロイダルレンズ２７等の経像光学系
は１通常、レンズに入射するビームの径により結像径が
決定されるし、又、レンズに入射する入射ビームの径は
、主走査方向、副走査方向で異なるため、上記の如く偏
向ビームの径が変化すると感光体面上の最終スポット径
がばらばらに異なり１画像品質が劣悪となるのである。

すなわち、楕円ビームを偏向器の反射面法線方向と有限
のある角度で入射させ、これを偏向させるようなビーム
走査装置において、特に入射角と反射角とが約４５°を
なす光学的配置をとる場合には偏向される楕円ビームが
偏向器の回転により、回転しながら走査され、結像レン
ズによる被走査面上での集光ビームのスポット径が主走
査方向。

副走査方向に対して変化し、ひいては画質に悪影響を及
ぼすという問題があったのである。

（目　　的） 従って、本発明の目的は偏向器の反射面に対する入射角
１反射角の関係は従来と変えることなく、しかも偏向さ
れる楕円ビームについては被走査面上でのスポット径が
主走査方向、副走査方向に対して変化することのない光
ビーム走査装置を提供することにある。

（構　　成） 本発明は上記目的を達成させるため、結像レンズへ向か
う入射ビームの主走査方向でのビーム径と、副走査方向
でのビーム径とを整形する同期スリットを光路上、偏向
器の反射面以前に上記反射面と一体的に設け、該反射面
と共に回転するようにしたことを特徴としたものである
。

上記において同期スリットは円筒形状をしたスリット部
材の片端面に形成されており、外周上に偏向器の反射ビ
ーム径よりも大きな出射窓たる穴がおいており、このよ
うなスリット部材を偏向器の反射面に被せることにより
偏向器との相対位置を出し、反射面と共に回転させるの
である。

さらに、有効走査画角（感光体への有効な書込み幅を確
保し得る走査角）だけ同期スリットが回転したときに、
同期スリットへの入射ビームの大きさ形状は少なくとも
同期スリットの大きさ形状を上回るものとして設定され
る。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図において、偏向器２３のピラミダルミラー２４に
は円筒形状をしたスリット部材２９が被せてあり、ピラ
ミダルミラー２４と一体的に回転するように取付けられ
ている。この取付は手段としては、ピラミダルミラー２
４の軸にスリット部材２９を接着。

圧入、ねじ止めする等適宜の方法が用いられる。

このスリッ部材２９の片端面つまり底部２９Ａには本発
明に係る同期スリット３０が形成されている。

この同期スリット３０の大きさは入射ビーム２８の大き
さ形状より小さく、あらゆる回転角において入射ビーム
径の内側に含まれる。

なお１本例における入射ビーム２８については、従来の
如く、スリット３４（第１１図参照）が用いられていな
いレーザーユニットから出射されてくるビームであるこ
とを付記しておく。

スリット部材２９の外周上にはピラミダルミラー２４の
反射ビーム径より十分に大きな出射窓３１が形成されて
いる。

主走査方向Ｘに対応する必要ビニム径をａとし。

副走査方向ｙに対応するビーム径をｂとすれば、同期ス
リット３０もその寸法に合わせて形成されており、第２
図乃至第５図に示す如く、同期スリット３０への入射ビ
ーム２８は同期スリット３０により長軸ａ、短軸すの楕
円（若しくは長穴状）にカットされてピラミダルミラー
２４の反射面に入射されることになる。

而して、偏向器２３以後の偏向光は第２図、第３図に示
す如くビーム系ａ、ｂの楕円となり、ｆＯレンズ２５等
粘結像レンズ入射して所望のスポットが感光体ドラム１
上に結像されることになる。

次に、ピラミダルミラー２４がスリット部材２９と共に
第２図、第３図、第４図に示される態位から９０°回転
した場合を想定し、そのときの態位を第５図に示す。

すると、入射ビーム２８に対する同期スリット３０は第
５図に示す如く第２図乃至第４図に示す場合よりも９０
°回転した状態となる。これに伴なって第２図、第３図
の同期スリット３０を通過した入射ビーム２８の一部が
反射面で反射された反射ビームの径は、仮に同期スリッ
ト３０が反射面に対し不動ならば主走査方向Ｘ、副走査
方向ｙについて回転した筈であるが、本例では同期スリ
ット３０は反射面と一体的に回転するのであるから反射
ビームはピラミダルミラー２４及びスリット部材２９が
９０°回転する以前と同様の長軸、短軸方向を主走査方
向Ｘ、副走査方向ｙについて維持し、偏向器２３の９０
゜以内の回転でも同様のことが成立するので走査ライン
上のいかなる位置においても所望のスポット径で結像さ
れることとなる。

通常、有効走査画角は±９０°　（走査方向の幅で１８
０°）以内のため感光体面上、スポット径は均一となり
画像品質も良好となる。

次に、同期スリット３０へ入射する入射ビーム２８の大
きさ形状であるが、半導体レーザー３２からの発散角は
接合面と平行方向（Ｏ／）と直角方向（０上）とで異な
り、際＝８°〜１４°、０上＝２０°〜３６゜程度であ
り、レンズ、プリズム等を用いても楕円形となってしま
う。

そこで、この楕円ビームを同期スリット３０で整形する
場合、有効走査画角だけ同期スリット３０を回転しても
少くともその範囲中は入射ビーム２８は該同期スリット
３０を十分にカバーするだけの大きさ形状を有していな
ければならない。

かといって、単純にビーム径を大きくすれば今度は光の
利用効率が低下して必要なパワーが得られなくなるため
限度がある。

従って１両者の兼ね合いで、所要のビーム形状。

大きさを定めることが肝要である。

本発明の他の実施例として、上記例の如く円筒状のスリ
ット部材２９を用いずにコの字状に折り曲げた板材の背
の部分に同期スリットを形成したものを用い、これを反
射面に被せる如くしてピラミダルミラーの回転軸に固定
してもよい。

次に、本発明の実施例に好適なレーザープリンタについ
て第１０図、第１１図により説明する。

第１０図において、感光体ドラム１の周面には。

矢印で示すその回転方向の順に、帯電器２．現像ユニッ
ト３、転写チャージャ４．クリーニングユニット５が配
置されており、帯電器２と現像ユニット３との間の位１
ｆ！６で感光体ドラムｌに書込み光線が入射して露光す
るように書込光学ユニット７が設けられている。

この実施例の装置では、帯電器２、光書込み位［６は感
光体ドラムｌの下側に配置され、光書込ユニット７は感
光体ドラム１．現像ユニット３゜クリーニングユニット
５の下位に設けられている。

又、転写チャージャ４は感光体ドラムｌの上側に配置さ
れている。転写チャージャ４と感光体ドラム１との間の
転写部に転写紙を給紙する給紙カセット８は光書込ユニ
ット７の更に下部に設けられ、転写紙はフィードローラ
９とこれに圧接するフリクションバッド１０により重送
を分離されて１枚ずつ送り出され、現像ユニット３の側
方で大きくＵターンし、現像ユニット３の上方に設けら
れたレジストローラ対１１．１２により感光体ドラム１
上に形成された画像と位置が整合するようにタイミング
を合せて転写部に給紙される。転写後の転写紙径路には
定着ユニット１３が設けられ、その排出側には排紙トレ
イ１４が設けられている。

書込光学ユニット７は、第１０図乃至第１１図に示すよ
うに、レーザーユニット２１から発した画像情報信号に
応じて点滅する光は第１ミラー２２で反射し、スキャナ
モータで駆動される偏向器２３の頓に一体に取付けられ
たミラーとしてのピラミダルミラー２４に入射し、一定
の角度範囲を緑返し偏向する。偏向光はｆＯレンズ２５
により感光体ドラム１上の入射位置６で直線上に結像し
等速度で投影点が移動するように補正され、第２ミラー
２６、トロイダルレンズ２７を介して感光体ドラムｌに
入射し。

入射光の偏向により主走査が行なわれ、感光体ドラム１
の回転により副走査が行なわれ１画像情報信号に応じた
画像が書込まれ、静電潜像が形成される。書込光学ユニ
ット７の構成要素は装置のベースカバー２８０に直接取
付けられている。

感光体ドラムｌ上に形成された静電潜像は、現像ユニッ
ト３により現像されてトナー像が形され、レジストロー
ラ対１１．１２により給紙された転写紙に転写チャージ
ャ４の作用により転写される。転写後感光体ドラムｌよ
り分離された転写紙は定着着ユニット１３により定着さ
れ、排紙トレイ１４に排出される。

一方、転写後感光体ドラムｌ上に残留したトナーはクリ
ーニングユニット５によりクリーニングされ１次回の作
像に備えられる。

光ビームを偏向させる手段としては従来、回転多面鏡や
ホロスキャナーが知られている。これら回転多面鏡やホ
ロスキャナーでは、多面鏡やホロディスクが１回転する
間に、光ビームは、複数の鏡面ないしは複数のホログラ
ム格子により、複数回偏向せしめられる。このように、
回転多面鏡やホロスキャナーでは、光ビームの偏向に複
数の鏡面やホログラム格子で関与するところから、所謂
面倒れの問題として知られている問題が発生し、この面
倒れを補正するために、光学系が複雑化したりする問題
があった。

このような問題に鑑みて１回転可能な反射媒体の鏡面を
１回転軸に対して傾け、偏向させるべき光ビームを１回
転軸に沿って入射させ、上記鏡面により反射せしめ、反
射媒体の回転により、反射ビームを３６０度偏向する偏
向手段が提案されつつある。かかる偏向手段における上
記反射媒体はピラミダルミラーと呼ばれている。

なお、ピラミダルミラーを用いる偏向方式では。

光ビームの偏向に、ただひとつの鏡面が関与するのみで
あるので、前述した面倒れの問題は原理的に解決されて
いる。

（効　　果） 本発明によれば、走査ライン上での楕円ビームの回転に
よるビームスポット径の変化が解消され。

被走査面上に均一なビームスポットを結像することがで
き、以て画像品質の向上を図ることができ好都合である
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を説明した光ビーム走査装置
の斜視図、第２図は偏向器がある回転位置にあるときの
偏向状態を説明した正面図、第３図は同上図の側面図、
第４図はスリット部材を回転方向からみた正面図、第５
図は同上図の態位よりもスリット部材を９０°回転させ
たときの偏向状態を説明した図、第６図、第７図はそれ
ぞれ光ビーム走査装置の光学系の配置を説明した図、第
８図はピラミダルミラーの任意の回転位置における偏向
態様を説明した図、第９図は同上図の状態よリも９０°
回転させたときの偏向態様を説明した図。 第１０図は本発明の実施に好適なレーザープリンタの説
明図、第１１図はレーザーユニットと偏向器の配置を説
明した図である。 ２３・・・・偏向器、２４・・・・ピラミダルミラー、
３０・・・・同期スリット。 ３４　図 形２図　　　形２図 鳥　Ｏ図 Ｉ 形７図 −ゴー一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被走査面上に画像形成に必要な所要スポット径を以てビ
   ームを結像させるために、結像レンズ以前の光路上にビ
   ーム整形用のスリットを設けておき、該スリット通過後
   のビームを偏向器の反射面にその法線方向に対して傾け
   て入射させ、その反射光を入射ビームとして上記結像レ
   ンズに入射させるようにしている光ビーム走査装置にお
   いて、結像レンズへ向かう入射ビームの主走査方向での
   ビーム径と、副走査方向でのビーム径とを整形する同期
   スリットを光路上、偏向器の反射面以前に上記反射面と
   一体的に設け、該反射面と共に回転するようにしたこと
   を特徴とする光ビーム走査装置。