JP4194315B2 - レーザ露光装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレーザ光により画像露光を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるレーザ露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数のレーザ光により画像露光を行う露光機器を、2ビームレーザを例に説明する。
【0003】
図1は従来の構成を示す図である。図1は平面図、図2は側面図である。同図において、まず、15は回転多面鏡、16は回転多面鏡15を回転駆動するレーザスキャナーモータである。回転多面鏡15としては6面のものが用いられている。17は記録用光源であるところのレーザダイオードである。レーザダイオード17は1つのステムより2本のレーザ光を発生する2ビームレーザダイオードである。レーザダイオード17は不図示のレーザドライバにより画像信号に応じて点灯または消灯し、レーザダイオード17から発した光変調されたレーザ光は20コリメータレンズを介し回転多面鏡15に向けて照射される。回転多面鏡15は矢印方向に回転していて、レーザダイオード17から発したレーザ光は回転多面鏡15の回転に伴い、その反射面で連続的に角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は21f−θレンズにより歪曲収差の補正等を受け、反射鏡18を経て感光ドラム10の主走査方向に走査する。このとき1つのビーム光は1ラインの走査に対応し、回転多面鏡15の1面の走査により2ラインが感光ドラム10の主走査方向に走査する。
【0004】
感光ドラム10は予め帯電器11により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され、静電潜像が形成される。また、感光ドラム10は矢印方向に回転していて、形成された静電潜像は現像器12により現像され、現像された可視像は転写帯電器13により不図示の転写紙に転写される。可視像が転写された転写紙は、定着器14に搬送され、定着を行った後に機外に排出される。
【0005】
また、感光ドラム10の側部における主走査方向の走査開始位置近傍または相当する位置に、BDセンサ19が配置されている。回転多面鏡15の各反射面で反射されたレーザ光はラインの走査に先立ってBDセンサ19により検出される。検出されたBD信号は主走査方向の走査開始基準信号として不図示のタイミングコントローラに入力され、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期が取られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例ではレーザの発光面から感光体までの距離が、2本のレーザで異なり、これによる弊害が生じていた。このときの光路を図3に示す。同図において図1と同一の番号は同一部材を示す。同図においてA及びBは2つのビームの中心をそれぞれ示している。通常、電子写真機器においては感光体に照射されたレーザ光が反射し、光路を逆に戻り、再びレーザダイオードチップに照射され、チップが破壊することを防ぐために、反射光が戻らないように、図に示すように感光体の表面にレーザ光を斜めに照射する斜入射が用いられている。しかし、その結果、複数のレーザ光により、同時に複数ラインを走査するシステムの場合は、光路の長さがそれぞれ異なる事となった。この例ではAの光路よりBの光路のほうが長くなっている。
【0007】
このときの弊害を図4に示す。同図において図1と同一の番号は同一部材を示す。同図においてA及びBはポリゴンミラー15からf−θレンズ21を介し感光体10に走査される像は倍率が異なり、Aのビームで走査される像はBのビームで走査される像より倍率が小さいことを示している。よってこのときに、同一の直線を印字した場合、図5で示すようになる弊害が生じる。
【0008】
この弊害の対策の1つとして、AとBのレーザの波長の違いを利用する方法がある。半導体レーザは同一の半導体チップより2本のレーザ光を生成するモノリシックタイプの場合でも、波長は数nm異なる。波長が異なると屈折率が異なり、これを利用して図4で示す従来例に対しAのレーザを波長の短い方のレーザ光、Bのレーザを波長の長いほうのレーザ光とすることにより、21f−θレンズでの屈折がAとBで異なるため10感光体上に走査される画像の倍率を同一、ないし同一に近くする事が可能となる方法が考えられている。
【0009】
しかしながらレーザチップの製造過程でAとBのレーザの波長を数nmの範囲で調整することは非常に困難であり、AとBの波長の相対差は50%の確率で異なるものが出来るのが通常である。よってAとBの波長を選別し使用した場合、非常にコストが高くなる弊害が生じていた。
【0010】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、斜入射の光学系に複数ビームのレーザを用いた場合に、波長の短い方のレーザ光を長い光路、波長の長いほうのレーザ光を短い光路となるよう調整できる調整機構を低コストで達成することを目的とする。
【0011】
本発明は、複数の発光点の中心付近を回転運動の中心として回転が可能な構造とし、回転させ、固定することにより波長の短い方のレーザ光を長い光路、波長の長いほうのレーザ光を短い光路となるよう、位置を調整し、画像品質の向上を図る事を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、感光体と、前記感光体上に静電潜像を形成するために第1のレーザ光を出射する第1の発光点と第2のレーザ光を出射する第2の発光点とを有する半導体レーザと、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを複数の反射面で偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により偏向走査されたレーザ光を前記感光体に導く光学手段と、を有し、前記第1の発光点から前記感光体上までの前記第1のレーザ光の光路長と前記第2の発光点から前記感光体上までの前記第2のレーザ光の光路長とが異なる画像形成装置においにおいて、前記第2のレーザ光の波長に対して前記第1のレーザ光の波長が長い場合、前記レーザ光の出射方向の回転軸を中心に前記半導体レーザを回転させることによって前記第1のレーザ光の光路長が前記第2のレーザ光の光路長よりも短くなるように前記第1の発光点と前記第2の発光点との位置関係を調整可能であり、前記第2のレーザ光の波長に対して前記第1のレーザ光の波長が短い場合、前記レーザ光の出射方向の回転軸を中心に前記半導体レーザを回転させることによって前記第1のレーザ光の光路長が前記第2のレーザ光の光路長よりも長くなるように前記第1の発光点と前記第2の発光点との位置関係を調整可能であることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、前記半導体レーザは前記第1の発光点及び前記第2の発光点の2つの発光点から構成される半導体レーザであることを特徴とする。
また、請求項3に係る発明は、前記回転軸は、前記第1の発光点と前記第2の発光点とを結ぶ線分上にあることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して詳細に説明する。まず、図10において、150は回転多面鏡、160は回転多面鏡150を回転駆動するレーザスキャナーモータである。ここではブラシレス直流モータを用いている。回転多面鏡150としては6面のものが用いられている。本実施形態では、このように多面化された回転多面鏡150を用いている。
【0016】
記録用光源であるレーザダイオード170は1つのステムより2本のレーザ光を発生する2ビームレーザダイオードである。レーザダイオード170は不図示のレーザドライバにより画像信号に応じて点灯または消灯し、レーザダイオード170から発した光変調されたレーザ光はコリメータレンズ200を介し回転多面鏡150に向けて照射される。
【0017】
回転多面鏡150は矢印方向に回転していて、レーザダイオード170から発したレーザ光は、回転多面鏡150の回転に伴いその反射面で連続的に角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は21f−θレンズにより歪曲収差の補正等を受け、反射鏡180を経て感光ドラム100の斜め上方から入射し、主走査方向に走査する。このとき1つのビーム光は1ラインの走査に対応し、回転多面鏡150の1面の走査により2ラインが感光ドラム100の主走査方向に走査する。
【0018】
感光ドラム100は予め帯電器110により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され、静電潜像が形成される。また、感光ドラム100は矢印方向に回転していて、形成された静電潜像は現像器120により現像され、現像された可視像は転写帯電器130により不図示の転写紙に転写される。可視像が転写された転写紙は、定着器140に搬送され、定着を行った後に機外に排出される。
【0019】
また、感光ドラム100の側部における主走査方向の走査開始位置近傍または相当する位置に、BDセンサ190が配置されている。回転多面鏡150の各反射面で反射されたレーザ光はラインの走査に先立ってBDセンサ190により検出される。検出されたBD信号は主走査方向の走査開始基準信号として不図示のタイミングコントローラに入力され、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期が取られる。
【0020】
図7は、本実施例において、光源として用いているモノリシックタイプの2ビームレーザチップを発光面から見た図である同図において40はレーザダイオードチップであり、43、44はそれぞれのレーザの発光点を示す。43,44発光点のそれぞれの間隔は一般的に100μm程度である。41はサブマウントである。42は筐体とつながるヒートシンクである。
【0021】
図8はこのレーザチップがステム(支持部材)45に入れられたレーザダイオード素子である。このレーザダイオード素子を矢印で示すように回転させる事により、レーザ光の光路を選択する。
【0022】
その選択工程を図9において詳しく説明する。図9−aは43,44発光点を結ぶ直線が水平の場合であり、43、44発光点はどちらも同じ100感光体上を走査することとなる。
【0023】
実際は二つのレーザ光は2つのラインを走査しなければならない為、たとえば600DPIの解像度の画像を形成する場合、感光体上の2つの走査ラインの間隔は約42.3μmとなるようにしなければならない。この間隔を調整するために図上の回転中心を中心にレーザダイオードを回転させる。これを図9−bで示す。同図においてレーザ発光点43より発生するレーザ光が感光体100までの光路が短いAの光路となるように、またレーザ発光点44より発生するレーザ光が感光体100までの光路が長いBの光路となるように、レーザダイオードを+θの角度だけ回転させることにより、2つの走査ラインの間隔が約42.3μmとなるよう調整する事が可能になる。
【0024】
次に逆の場合を図9−Cで示す。同図においてレーザ発光点43より発生するレーザ光が感光体100までの光路が長いBの光路となるように、またレーザ発光点44より発生するレーザ光が感光体100までの光路が短いAの光路となるように、レーザダイオードを−θの角度だけ回転させることにより、2つの走査ラインの間隔が約42.3μmとなるよう調整する事が可能になる。
【0025】
以上によりレーザ発光点43より発生するレーザ光の波長が、レーザ発光点44より発生するレーザ光の波長より長い場合は図9−bで示すようにレーザダイオードを+θの角度だけ回転させることにより、レーザ発光点43より発生するレーザ光が感光体100までの光路が短いAの光路となり、またレーザ発光点44より発生するレーザ光が感光体100までの光路が長いBの光路となるため、レーザ発光点43より発生するレーザ光により感光体100上を走査されるラインの長さと、レーザ発光点44より発生するレーザ光により感光体100上を走査されるラインの長さの相対差が少なくなり、画質の向上を図る事が可能になる。
【0026】
またレーザ発光点43より発生するレーザ光の波長が、レーザ発光点44より発生するレーザ光の波長より短い場合は図9−Cで示すようにレーザダイオードを−θの角度だけ回転させることにより、レーザ発光点44より発生するレーザ光が感光体100までの光路が短いAの光路となり、またレーザ発光点43より発生するレーザ光が感光体100までの光路が長いBの光路となるため、レーザ発光点43より発生するレーザ光により感光体100上を走査されるラインの長さと、レーザ発光点44より発生するレーザ光により感光体100上を走査されるラインの長さの相対差が少なくなり、同様に画質の向上を図る事が可能になる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の発光点の中心付近を回転運動の中心として回転して固定し、波長の短い方のレーザ光を長い光路、波長の長いほうのレーザ光を短い光路となるように、第1の発光点と第2の発光点との位置関係を調整可能とすることにより、画像品質の向上を図る事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の実施形態の構成の平面図である。
【図2】従来の実施形態の構成の側面図である。
【図3】従来の実施形態の構成の光路図である。
【図4】従来の実施形態の不具合を説明した図である。
【図5】従来の実施形態の不具合の起きた印字を示した図である。
【図6】従来の実施形態の不具合を対策した構成図である。
【図7】本発明に用いるレーザダイオードチップを示す図である。
【図8】本発明に用いるレーザダイオードのステムの外観を示す図である。
【図9】本発明の実施形態を示す図である。
【図10】本発明の実施形態の全体を示す概略図である。
【符号の説明】
100 感光体
150 回転多面鏡
170 レーザダイオード
43,44 レーザ発光点
45 ステム
Claims (3)
- 感光体と、
前記感光体上に静電潜像を形成するために第1のレーザ光を出射する第1の発光点と第2のレーザ光を出射する第2の発光点とを有する半導体レーザと、
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを複数の反射面で偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により偏向走査されたレーザ光を前記感光体に導く光学手段と、を有し、
前記第1の発光点から前記感光体上までの前記第1のレーザ光の光路長と前記第2の発光点から前記感光体上までの前記第2のレーザ光の光路長とが異なる画像形成装置において、
前記第2のレーザ光の波長に対して前記第1のレーザ光の波長が長い場合、前記レーザ光の出射方向の回転軸を中心に前記半導体レーザを回転させることによって前記第1のレーザ光の光路長が前記第2のレーザ光の光路長よりも短くなるように前記第1の発光点と前記第2の発光点との位置関係を調整可能であり、前記第2のレーザ光の波長に対して前記第1のレーザ光の波長が短い場合、前記レーザ光の出射方向の回転軸を中心に前記半導体レーザを回転させることによって前記第1のレーザ光の光路長が前記第2のレーザ光の光路長よりも長くなるように前記第1の発光点と前記第2の発光点との位置関係を調整可能であることを特徴とする露光装置。 - 前記半導体レーザは前記第1の発光点及び前記第2の発光点の2つの発光点から構成される半導体レーザであることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記回転軸は、前記第1の発光点と前記第2の発光点とを結ぶ線分上にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の露光装置。
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