JPH08190071A - 偏向走査装置 - Google Patents

偏向走査装置

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JPH08190071A
JPH08190071A JP7017487A JP1748795A JPH08190071A JP H08190071 A JPH08190071 A JP H08190071A JP 7017487 A JP7017487 A JP 7017487A JP 1748795 A JP1748795 A JP 1748795A JP H08190071 A JPH08190071 A JP H08190071A
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JP
Japan
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light
laser beams
opening
start signal
main scanning
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JP7017487A
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English (en)
Inventor
Kenichi Tomita
健一 冨田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチビームタイプの偏向走査装置の書き込
み開始信号を向上させる。 【構成】 半導体レーザ1は2本のレーザビームL1
2 を発生し、これらは回転多面鏡5によって同時に偏
向走査され、回転ドラム7の感光体に結像する。各レー
ザビームL1 ,L2 の一部分は検出ミラー8によって反
射され、開口部材10を経て光センサ9に導入され、書
き込み開始信号に変換される。開口部材10は各レーザ
ビームL1 ,L2 の走査方向に逆向きに傾斜したスリッ
ト開口10aを有し、これによって、各レーザビームL
1 ,L2 が光センサ9に入射する時刻の時間差が拡大さ
れ、光センサ9の出力の波形が明確になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
やレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられるマ
ルチビームタイプの偏向走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、レーザビームプリンタやレーザフ
ァクシミリ等において、複数のラインを同時に記録する
マルチライン記録方式の画像形成装置が開発された。
【0003】これは、互に離間した複数のレーザービー
ムを同時に走査するもので、図8に示すように、半導体
レーザ101から2本のレーザビームP1 ,P2 を発生
させ、これらをそれぞれコリメータレンズ102によっ
て平行化したうえで絞り103とシリンドリカルレンズ
104を経て回転多面鏡105の反射面105aに照射
し、結像レンズ系106を経て回転ドラム107の感光
体に結像させる。
【0004】2本のレーザビームP1 ,P2 は回転多面
鏡105の回転軸に沿った方向(以下、「Z軸方向」と
いう)に離間した状態で回転多面鏡105の反射面10
5aに入射し、それぞれZ軸に直交する主走査方向(Y
軸方向)に走査され、回転多面鏡105の回転によるY
軸方向の主走査と回転ドラム107の回転によるZ軸方
向の副走査によって感光体に静電潜像を形成する。
【0005】なお、シリンドリカルレンズ104は、各
レーザビームP1 ,P2 を回転多面鏡105の反射面1
05aに線状に集光することで、前述のように感光体に
結像する点像の歪を防止する機能を有し、また、結像レ
ンズ系106は、球面レンズ106aとトーリックレン
ズ106bからなり、これらは、シリンドリカルレンズ
104と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能を有する
とともに、前記点像が感光体上で主走査方向に等速度で
走査されるように補正する機能を有する。
【0006】また、2本のレーザビームP1 ,P2 は、
それぞれ、主走査面(XY平面)のY軸方向の末端で検
出ミラー108によって主走査面の下方へ分離され、主
走査面を横切ってその反対側の光センサ109に導入さ
れ、書き込み開始信号に変換されて半導体レーザ101
に送信される。半導体レーザ101は書き込み開始信号
を受けて両レーザビームP1 ,P2 の書き込み変調を開
始する。
【0007】このように両レーザビームP1 ,P2 の書
き込み変調のタイミングを調節することで、感光体に形
成される静電潜像の書き込み開始(書き出し)位置を制
御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、半導体レーザに送信さ
れる書き込み開始信号は、光センサが同時に複数のレー
ザビームを受光して発生する出力に基づくものであるた
め、光センサの出力波形が複雑で書き込み開始信号の信
頼性が低い。また、各レーザビームの相対位置がずれた
り、回転多面鏡の反射面の反射率が局部的に変化する
と、光センサの出力波形が大きく変動し、書き込み開始
信号を発生するタイミングが著しくずれる結果となる。
【0009】一方、複数のレーザビームを発生する光源
は、それぞれレーザビームを1本ずつ発生する半導体レ
ーザを所定数用いる場合と、1個の半導体レーザから所
定数のレーザビームを発生するように構成する場合があ
るが、いずれの場合も、各レーザビームの相対位置が経
時的に変化するのを避けることができない。
【0010】また、回転多面鏡の反射面の反射率も反射
面の汚染等によって経時的に低下するのを回避できな
い。
【0011】従って、従来のマルチビームタイプの偏向
走査装置における書き込み開始信号の信頼性は経時的に
著しく低下する。
【0012】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、複数の光ビームを同
時に走査するマルチビームタイプの偏向走査装置であっ
て、各光ビームに対する書き込み開始信号の信頼性を大
幅に向上させることのできる偏向走査装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の偏向走査装置は、回転多面鏡と、該回転多
面鏡によって主走査方向に走査された複数の光ビームの
それぞれの所定の部分を除く残りを感光体に結像させる
結像光学系と各光ビームの前記所定の部分を光検出手段
に導入する書き込み開始信号検出系を有し、該書き込み
開始信号検出系に、各光ビームを所定の時間差で個別に
通過させるように構成された開口手段が設けられている
ことを特徴とする。
【0014】開口手段が、各光ビームの所定の部分の主
走査方向に垂直な平面に対して前記主走査方向と逆向き
に所定の角度で傾斜したスリット開口を備えているとよ
い。
【0015】所定の角度が0〜45°の範囲内にあるの
が望ましい。
【0016】また、開口手段が回転自在であり、その回
転角度を調節する調節手段が設けられているとよい。
【0017】開口手段を設ける替わりに、光検出手段
に、各光ビームを所定の時間差で個別に受光するように
構成された受光面を設けてもよい。
【0018】
【作用】複数の光ビームは、それぞれ主走査方向に微小
量だけずれた状態で光検出手段に到達する。そこで、各
光ビームを所定の時間差で個別に通過させるように構成
された開口手段を設けて、各光ビームを所定の時間差で
個別に光検出手段に導入することで各光ビームに基づく
光検出手段の出力波形を互いに分離する。これによっ
て、複数の光ビームが同時に光検出手段に導入される場
合のように各光ビームによる光検出手段の出力波形が重
なって複雑化するのを防ぎ、光検出手段から発生される
書き込み開始信号の信頼性を向上させることができる。
【0019】開口手段が、各光ビームの所定の部分の主
走査方向に垂直な平面に対して前記主走査方向と逆向き
に所定の角度で傾斜したスリット開口を備えていれば、
スリット開口の傾斜角度に応じて各光ビームが光検出手
段に導入される時刻の時間差が拡大されるため、各光ビ
ームによる光検出手段の出力波形をより一層明確に分離
できる。
【0020】また、開口手段が回転自在であり、その回
転角度を調節する調節手段が設けられていれば、状況に
応じてスリット開口の傾斜角度を変更できる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0022】図1は、一実施例によるマルチビームタイ
プの偏向走査装置を説明する説明図であって、これは、
半導体レーザ1から2本の光ビームであるレーザビーム
1,L2 を発生させ、これらをそれぞれコリメータレ
ンズ2によって平行化したうえで絞り3とシリンドリカ
ルレンズ4を経て回転多面鏡5の反射面5aに照射し、
結像光学系である結像レンズ系6を経て回転ドラム7の
感光体に結像させる。
【0023】2本のレーザビームL1 ,L2 は回転多面
鏡5の回転軸に沿った方向(以下、「Z軸方向」とい
う)に離間した状態で回転多面鏡5の反射面5aに入射
し、それぞれZ軸に直交する主走査方向(Y軸方向)に
走査され、回転多面鏡5の回転によるY軸方向の主走査
と回転ドラム7の回転によるZ軸方向の副走査によって
感光体に静電潜像を形成する。
【0024】なお、シリンドリカルレンズ4は、各レー
ザビームL1 ,L2 を回転多面鏡5の反射面5aに線状
に集光することで、前述のように感光体に結像する点像
の歪を防止する機能を有し、また、結像レンズ系6は、
球面レンズ6aとトーリックレンズ6bからなり、これ
らは、シリンドリカルレンズ4と同様に感光体上の点像
の歪を防ぐ機能を有するとともに、前記点像が感光体上
で主走査方向に等速度で走査されるように補正する機能
を有する。
【0025】また、2本のレーザビームL1 ,L2 は、
それぞれ、主走査面(XY平面)のY軸方向の末端で後
述する開口部材10とともに書き込み開始信号検出系を
構成する検出ミラー8によって主走査面の下方へ分離さ
れ、主走査面を横切ってその反対側の光検出手段である
光センサ9に導入され、書き込み開始信号に変換されて
半導体レーザ1にフィードバックされる。半導体レーザ
1は書き込み開始信号を受けて両レーザビームL1 ,L
2 の書き込み変調を開始する。
【0026】検出ミラー8と光センサ9の間には、スリ
ット開口10aを有する開口手段である開口部材10が
設けられ、スリット開口10aは、両レーザビームL
1 ,L2 の光軸(Xm軸)とこれらが光センサ9の受光
面に入射するときの主走査方向(Ym軸方向)に直交す
る軸(Zm軸)を含む平面に対して主走査方向と逆向き
に角度θだけ傾斜して配設される。
【0027】両レーザビームL1 ,L2 は、半導体レー
ザ1内の2つの発光点から発生されたものであり、光セ
ンサ9に到達するときには、前記発光点のずれが半導体
レーザ1と光センサ9の間の光学系によって拡大され、
図2に示すように、主走査方向(Ym軸方向)の離間距
離Dは特に大きくなる傾向を有する。
【0028】開口部材10のスリット開口10aの傾斜
角度θが例えば略60°に設定されていれば、図3の
(a)に示すように、主走査方向に先行するレーザビー
ムL1がスリット開口10aを経て光センサ9に入射す
る時刻と、後行するレーザビームL2 がスリット開口1
0aを経て光センサ9に入射する時刻の時間差が大幅に
拡大し、各レーザビームL1 ,L2 による光センサ9の
出力波形A1 ,A2 が互に干渉することなく明確に分離
する。従って、両レーザビームL1 ,L2 による光セン
サ9の出力が所定のスライスレベルQに到達するタイミ
ングt1 ,t2 を正確に検出できる。
【0029】一方、各レーザビームL1 ,L2 による光
センサ9の出力波形の立ち上がりはスリット開口10a
の開口幅Wが小さい程鋭いものとなり、例えばスリット
開口10aの開口幅Wを小さくして傾斜角度θを略30
゜に設定した場合は、図3の(b)に示すように、各レ
ーザビームL1 ,L2 による光センサ9の出力波形B
1 ,B2 が鋭い立ち上がりを有する理想的なものとな
る。
【0030】両レーザビームL1 ,L2 が光センサ9に
入射する時刻の時間差の増加分εはtanθに比例し、
従って、傾斜角度θが大きい程光センサ9の出力波形A
1 ,A2 または、B1 ,B2 が大きく分離することにな
るが、両レーザビームL1 ,L2 の副走査方向(Zm軸
方向)の離間距離Nが振動や回転多面鏡5の傾き等によ
って△Nだけ変化したとき、これに基づく書き込み開始
信号のタイミングのずれは△Ntanθに比例するた
め、スリット開口10aの傾斜角度θをあまり大きくす
ることは逆効果になる。
【0031】例えば、傾斜角度θが30゜であれば、感
光体上の書き込み開始位置のずれが0.0046mmで
すむとき、傾斜角度θが60゜になると感光体上の書き
込み開始位置のずれが0.0385mmになる。
【0032】そこで、一般的には、スリット開口10a
の傾斜角度θを0〜45°の範囲内でできれば略30゜
に設定し、スリット開口10aの開口幅Wは、光センサ
9に入射するレーザビームL1 ,L2 の光量が不足しな
い範囲で小さくするのが望ましい。
【0033】図4に示すように、先行レーザビームL1
と後行レーザビームL2 がそれぞれ感光体に対して書き
込みを開始する時刻(以下、「書き出しタイミング」と
いう)T1 ,T2 の間には、両レーザビームL1 ,L2
の主走査方向の離間距離Dに基づく時間差△Tが必要で
あり、これは以下の式で表される。
【0034】 △T=D/V ・・・・・・(1) ここで、V:レーザビームL1 ,L2 の主走査方向の走
査速度 また、先行レーザビームL1 による光センサ9の出力が
スライスラインに達してこれによる書き込み開始信号が
発生された時刻t1 から先行レーザビームL1が感光体
に対する書き込みを開始する時刻(書き出しタイミン
グ)T1 までの時間aと、後行レーザビームL2 による
光センサ9の出力がスライスラインに達してこれによる
書き込み開始信号が発生された時刻t2 から後行レーザ
ビームL2が感光体に対する書き込みを開始する時刻T2
までの時間bの間には以下の関係が成立する。
【0035】 b=a−ε ・・・・・・(2) ε=(N/V)tanθ ・・・・・・(3) 式(2),(3)から、 b=a−(N/V)tanθ ・・・・(4) すなわち、後行レーザビームL2 の書き出しタイミング
2 は、先行レーザビームL1 が光センサ9によって検
出されたときの時刻t1 に基づいて式(4)を用いて算
出することができる。
【0036】なお、両レーザビームL1 ,L2 の副走査
方向の離間距離Nは、半導体レーザ1と絞り3等を一体
化した図示しない光源ユニットを回転させることによっ
て調節される。
【0037】開口部材のスリット開口の傾斜角度は前述
のように0〜45゜の範囲内で所定の値に設定される
が、製造時の部品精度のバラつきや組み立て誤差等に対
応するために前記傾斜角度が調節自在であるのが望まし
い。そこで、図5に示すように、スリット開口20aを
有する開口部材20にピン21を一体的に設け、これを
調節手段である偏心カム22に追従させることで、開口
部材20を回転させるように構成するとよい。
【0038】また、開口部材10,20を設けることな
く、図6に示すように、スリット開口10a,20aと
同様のスリット状の受光面39aを有する光センサ39
を用いてもよい。
【0039】参考のために、開口部材のスリット開口
や、光センサの受光面の傾斜角度θを0°に設定した場
合と−10゜に設定した場合の光センサの出力波形をそ
れぞれ図7の(a),(b)に示す。いずれの場合も両
レーザビームによる出力が重なりあって検出されるた
め、両レーザビームのわずかな位置ずれ等が書き込み開
始信号の信頼性を大きく損うおそれがある。
【0040】なお、本実施例は1個の半導体レーザを用
いて複数のレーザビームを発生させるものであるが、複
数の半導体レーザを用いてそれぞれ個別にレーザビーム
を発生させるように構成してもよい。
【0041】また、2本のレーザビームを用いる場合に
ついて説明したが、レーザビームの数は何本でもよい。
【0042】本実施例によれば、複数のレーザビームに
よる光センサの出力を各レーザビームごとに明確に分離
することで書き込み開始信号の信頼性を大きく向上させ
たものである。これによって、マルチビームタイプであ
っても各レーザビームの書き出しタイミングがずれるお
それのない高性能な偏向走査装置を実現できる。
【0043】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0044】複数の光ビームを同時に走査するマルチビ
ームタイプの偏向走査装置において、書き込み開始信号
の信頼性を大幅に向上させ、各光ビームの書き出しタイ
ミングがずれるおそれのない高性能な偏向走査装置を実
現できる。
【0045】このような偏向走査装置を用いることで、
画像形成装置の高速化と画質の向上に大きく貢献でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例による偏向走査装置を説明するもの
で、(a)は偏向走査装置全体を説明する説明図、
(b)は各レーザビームと開口部材のスリット開口の関
係を説明する説明図である。
【図2】各レーザビームとスリット開口の傾斜角度を説
明する説明図である。
【図3】光センサの出力を説明するグラフである。
【図4】各レーザビームの書き出しタイミングを説明す
るグラフである。
【図5】一変形例による開口部材を示す模式立図面であ
る。
【図6】別の変形例による光センサを示す模式立図面で
ある。
【図7】スリット開口の傾斜角度が不適切である場合の
光センサの出力を示すグラフである。
【図8】従来例を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 4 シリンドリカルレンズ 5 回転多面鏡 6 結像レンズ系 7 回転ドラム 8 検出ミラー 9,39 光センサ 10,20 開口部材 10a,20a スリット開口 22 偏心カム 39a 受光面
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/113

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転多面鏡と、該回転多面鏡によって主
    走査方向に走査された複数の光ビームのそれぞれの所定
    の部分を除く残りを感光体に結像させる結像光学系と各
    光ビームの前記所定の部分を光検出手段に導入する書き
    込み開始信号検出系を有し、該書き込み開始信号検出系
    に、各光ビームを所定の時間差で個別に通過させるよう
    に構成された開口手段が設けられていることを特徴とす
    る偏向走査装置。
  2. 【請求項2】 開口手段が、各光ビームの所定の部分の
    主走査方向に垂直な平面に対して前記主走査方向と逆向
    きに所定の角度で傾斜したスリット開口を備えているこ
    とを特徴とする請求項1記載の偏向走査装置。
  3. 【請求項3】 所定の角度が0〜45°の範囲内にある
    ことを特徴とする請求項2記載の偏向走査装置。
  4. 【請求項4】 開口手段が回転自在であり、その回転角
    度を調節する調節手段が設けられていることを特徴とす
    る請求項2または3記載の偏向走査装置。
  5. 【請求項5】 開口手段を設ける替わりに、光検出手段
    に、各光ビームを所定の時間差で個別に受光するように
    構成された受光面を設けることを特徴とする請求項1な
    いし4いずれか1項記載の偏向走査装置。
JP7017487A 1995-01-09 1995-01-09 偏向走査装置 Pending JPH08190071A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476955B1 (en) 1999-09-13 2002-11-05 Canon Kabushiki Kaisha Multi-beam scanning optical system and image forming apparatus using it

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