JPH01193711A

JPH01193711A - レーザービーム光軸調整装置

Info

Publication number: JPH01193711A
Application number: JP63018670A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Hidaka; 忍日高
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1989-08-03
Also published as: US4949100A

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］この発明は、レーザービーム光軸調整装置に関し、より
詳細には、複数のレーザー発振器のそれぞれからのレー
ザービームな重ね合わせた複合ビームを走査手段で被照
射体に走査する作像装置において、当該レーザービーム
の光軸を正確に正規の位置に合致させることかできるレ
ーザービーム光軸調整装置に関するものである。

［従来の技術］一般に、複合ビームを走査手段で被照射体に走査する作
像装置は、そのようなレーザープリンターの一例として
は第８図に示すようなものか考えられる。

即ち、それぞれが異なる発振波長を有する３つの第１な
いし第３のレーザー発振器１，２．３が備えられ、これ
らのレーザービームで加色法に対応する３原色（レッド
、グリーン、ブルー）か形成されるようになっている。

このような第１ないし第３のレーザー発振器１．２．３
のそれぞれから射出される、わずかの広がり角度を有す
る第１ないし第３のレーザービームＰｏ　、Ｑｏ　、Ｒ
ｏは、その前方に配置されたコリメータレンズ４，５．
６でそれぞれか第１ないし第３の平行ビームＰ　１．Ｑ
ｒ　、Ｒｒとさ才るようになっている。

また、第１の平行ビームＰｌの前方には、９０度の反射
角度を有する反射プリズム７が配置され、第２の平行ビ
ームＱ、の前方には、同ビームＱ、を９０度反射させる
と共に反射プリズム７で反射される上記第１の平行ビー
ムＰ、からの光を透過させて合成するための合成ダイク
ロイックプリズム８が配置され、さらに、第３の平行ビ
ームＲ８の前方には、同ビームＲ１を９０度反射させる
と共に反射プリズム７と合成ダイクロイックプリズム８
の作用で合成された第ｔＳよび第２の平行ビームＰ　ｌ
、Ｑｔからの光を透過させて合成するための合成ダイク
ロイックプリズム９か配置されている。

従って、レーザー発振器１，２．３のそれぞれから射出
される第１ないし第３のレーザービームＰ　ｏ　、　Ｑ
ｏ　、　Ｒｏがコリメータレンズ４，５．６でそれぞれ
が第１ないし第３の平行ビームＰＩ。

Ｑｌ、Ｒ１とされ、これら平行ビームＰ１゜Ｑｌ　、Ｒ
ｓか反射プリズム７、合成ダイクロイックプリズム８，
９て合成されて複合ビームＳとされるのである。

このようにして作られた複合ビームＳは、偏向器１０で
所定の走査角度０たけ水平方向の偏向がなされ、走査ビ
ームＳ０から走査ビームＳｌまでが形成される。このよ
うな走査角度θを有する走査ビームＳ０から走査ビーム
Ｓ１は、ｆＯレンズ１１で拡げられ、帯状に形成された
折返しミラー！２で下方に折曲げられ、迷光を防止する
ためのスリットを有するウィンドウ１３を介して被照射
体である感光記録紙１４上に１走査ラインの像が結像さ
れるようになっている。

なお、符号１５．１６の対と符号１７．１８の対のそれ
ぞれは、感光記録紙１４を搬送するためのローラであり
、符号１９は、走査角度θを有する走査ビームＳ。から
走査ビームＳ、における走査開始位ｔを検出するための
ミラーで、このミラー１９の反射光束の前方には、受光
素子２ｏが配置され、同受光素子２０によってミラー１
９からの反射光束が検出された時点が走査開始時点とし
て検出され、主走査ならびに副走査シーケンスの基準と
されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］このような作像装置においては、時間の経過や温度の変
化によって各種光学部材の特性変動や位置変動が生じる
のが常てあり、この場合には、複合ビームか複数のレー
ザービームを正確に重ね合わせたものでなくなってしま
う、よって作像装置がプリンターである場合には、色ず
れが生じてしまう。

このために、複数のレーザービームな再び正確に重ね合
わせた調整を行う必要が生じる。この場合の再調整は、
当該作像装置とは別個の光軸調整装置の設備や高価な測
定機器を必要とし熟練した高度の技術を要するのて、一
般のユーザーが調整を行うことは不可能であった。

そこて、この発明の目的は、作像装置において複数のレ
ーザービームの重ね合わせが何らかの原因によってずれ
た場合に当該作像装置とは別個の光軸調整装置の設備や
高価な測定機器を用いることなく自機器のみで複数のレ
ーザービームの重ね合わせ調整を行うことができるレー
ザービーム光軸調整装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この発明に係るレーザービーム光軸調整装置は、複数の
レーザー発振器のそれぞれからのレーザービームを重ね
合わせた複合ビームを走査手段で被照射体に走査する作
像装置において、複数のレーザー発振器の内の任意に設
けられた駆動部材と、複合ビームによる走査に対応する
基準部位に配設されたビーム検出器と、上記駆動部材が
設けられたレーザー発振器を、上記ビーム検出器の検出
出力に対応して所定の基準位置に駆動するための制御手
段とを具備することを特徴とする。

［作　用］この発明に係るレーザービーム光軸調整装置は、光軸調
整時には、複合ビームによる走査に対応する基準部位を
ビーム検出器で検出し、この抄出結果に基づいて複数の
レーザー発振器の内の任意の発振器に設けられた駆動部
材を駆動して複きのレーザー発振器を所定の基準位置に
駆動することによって、複数のレーザー発振器のそれぞ
れからのレーザービームな正確に重ね合わせた複合ビー
ムを得ることができる。

［実　施　例］以下、この発明の実施例を第１図ないし第７図を用いて
詳細に説明する。

先ず、第１実施例を第１図ないし第５図を用いて説明す
る。この実施例は、この発明に係るレーザービーム光軸
調整装置を２色のレーザープリンターに適用したもので
ある。

即ち、それぞれか異なる発振波長を有する２つの第１お
よび第２のレーザー発振器２１．２２が備えられ、これ
らのレーザービームで２色が形成されるようになってい
る。

このような第１および第２のレーザー発振１２１．２２
のそれぞれから射出される、わずかの広がり角度を有す
る第１および第２のレーザービーム■。、Ｗｏは、その
前方に配置されたコリメータレンズ２３．２４でそれぞ
れか第１および第２の平行ビームＶ　ｒ　、　Ｗ　＋と
コリメートされるようになっている。

また、第１の平行ビームｖ１の前方には、９０度の反射
角度を有すると共に上記第２の平行ビームＷ＋からの光
を透過させて合成するための合成ダイクロイックプリズ
ム２５が配置されている。

従って、レーザー発振器２１．２２のそれぞれから射出
される第１および第２のレーザービームＶ　ｏ　、　Ｗ
　ｏがコリメータレンズ２３．２４でそれｅれが第１お
よび第２の平行ビームＶｔ、Ｗ＋とされ、これら平行ビ
ームＶ、、Ｗ、が、合成ダイクロイックプリズム２５で
合成されて複合ビームＸとされるのである。

このようにして作られた複合ビームＸは、例えばボソゴ
ンミラーでなる偏向器２６で所定の走査角度だけ水平方
向に偏向がなされ、走査ビームｘ０から走査ビームＸｔ
までが形成される。このような走査ビームＸｏから走査
ビームＸ□は、ｆθレンズ２７によって、被隔射体であ
るメディア面ｌＯＯ上に１走査ラインの像が結像される
ようになっている。

また、上記メディア面１００の極近傍には、ラインセン
サー３０か配置され、同ラインセンサー３０の下方のラ
イン走査方向側方に矩形スリット２９か配置され、同矩
形スリット２９の後方に受光素子２８が配置されている
。この矩形スリット２９は、偏向器２６による走査方向
に直交する方向に位置されている。

さて、上述の第１および第２のレーザー発振器２１．２
２のそれぞれは、取付部材３１．３２に固定され、取付
部材３１には自身をＸ軸方向に駆動するための圧電素子
３３とＹ軸方向に駆動するための圧電素子３４が取り付
けられている。

そして、システムコントローラ３５が設けられ、同シス
テムコントローラ３５は、ラインセンサー３０．受光素
子２８からの情報に基づいて駆動回路３６を制御するも
ので、同駆動回路３６の出力としては、圧電素子３３の
駆動出力、圧電素子３４の駆動出力、第１および第２の
レーザー発振器２１．２２の点消灯の制御出力を有して
いる。

このように構成されたレーザープリンターにおいて、偏
向器２６による走査方向に直交する方向の光軸調整をラ
インセンサー３０を用いて行う場合、システムコントロ
ーラ３５からの制御信号によって駆動回路３６か作動し
て第２図のフローチャートに示すように先ず、第２のレ
ーザー発振器２２か点灯される（Ｓｌ）、このときの第
１のレーザー発振器２１は、消灯状態にされている。

よつて、第２のレーザー発振器２２のビームが偏向器２
６によって走査され、ｆθレンズ２７でメディア面１０
０上に結像され、その結像スポットがラインセンサー３
０を通過する瞬間の光束位置を読込む（Ｓ２）。

しかる後、第２のレーザー発振器２２を駆動回路３−６
からの制御で消灯させると共に（Ｓ３）第１のレーザー
発振器２１を点灯させる（Ｓ４）。

このときにメディア面１００への結像スポットがライン
センサー３０を通過する瞬間の光束位置を読込む（Ｓ５
）。

そして、すでに読込まれている第２のレーザー発振器２
２のスポット情報と第１のレーザー発振器２１のスポッ
ト情報とを比較しくＳ６）、両者が一致していない場合
には、駆動回路３６からの制御信号に基づき圧電°素子
３４をスポットずれ量を減少させる方向に予め設定して
おいたｌステップ分だけ第１のレーザー発振器２１を駆
動する（Ｓ７）。

そして、再び位置検出かなされ、スポットすれかなくな
るまでステップＳ５．Ｓ６．Ｓ７を繰り返して圧電素子
３４を駆動させ、第１のレーザー発振器２１を正規の位
とに調整する。

そして、両者が一致したときには、次の手順である、水
平方向の位置ずれ検出および調整に移行する。

即ち、駆動回路３６の出力によって第１および第２のレ
ーザー発振器２１．２２を共に点灯させ（Ｓ８）矩形ス
リット２９を通過するスポットを受光素子２８で検出す
る（Ｓ９）、このとき受光素子２８の出力波形は、２つ
のスポット（第１および第２のレーザー発振器２１．２
２の各スポット）か完全に離れている場合には、第３図
に示すように２つのピークを有し、オーバーラツプした
状態で不完全に重なっている場合には、第４図に示すよ
うに２つのピークを有すると共に中間にオーバーラツプ
による重畳部が生じ、完全に一致した場合には、第５図
に示すように１つのピークを有している。

このように第３図ないし第５図に示すような変化を識別
するためには、受光素子２８で得られる出力の最大値の
１／２をとる点は重なり具合によって異なるが最初にそ
の値に達する時点と最後に達する時点との時間間隔（第
３図ないし第５図の時間ｔ＋、ｔｚ、ｔ３）を測定しこ
の時間が最小になるようにしている（５１０）。

即ち、第１および第２のレーザー発振器２１゜２２を共
に点灯させ矩形スリット２９を通過するスポットを受光
素子２８で検出するときの２つのスポットが完全に離れ
ている場合には、時間ｔ。

が第３図に示すように大きいので両者が重なっていない
と判断し、駆動回路３６からの制御信号に基づき圧電素
子３３をスポットずれ量を減少させる方向に予め設定し
ておいたｌステップ分だけ第ル−ザー発振器２１を駆動
する（Ｓｌｌ）。

そして、再び時間検出がなされスポットすれかなくなる
までステップＳ８．８９，３１０．Ｓ１１を繰り返して
圧電素子３３を駆動させ、言替えれば受光素子２８の出
方波形における時間１、．１２．１３が最小になって第
１のレーザー発振器２１が正規の位置になるまで調整す
る。

このようにして、第１および第２のレーザー発振器２１
．２２の光軸が完全に一致した複合ビームＸを得ること
ができるのである。

次にこの発明の第２実施例を第６図および第７図を用い
て説明する。この実施例は、この発明にｉるレーザービ
ーム光軸ｊｌｌ整装ごをフルカラーレーザープリンター
に適用してものである。

即ち、それぞれが異なる発振波長を有する３っの第１な
いし第３のレーザー発振器４１，４２゜４３が備えられ
、これらのレーザービームで加色法に対応する３原色（
レッド、グリーン、ブルー）が形成されるようになって
いる。

このような第１と第３のレーザー発振器４１゜４３のそ
れぞれから射出される。わずかの広がり角度を有する第
１と第３のレーザービームＬ。。

Ｎ、は、その前方に配置された合成ダイクロイックプリ
ズム４４の作用で合成され、さらに上記第２のレーザー
ビームＭ。からの光と合成さるための合成ダイクロイッ
クプリズム４５が配置されている。

従って、レーザー発振器４１，４２．４３それぞれから
射出される第１ないし第３のレーザービームＬ。、Ｍ、
、Ｎ、か合成された複合ビーム０とされることになる。

この複合ビーム０は、その前方に配置されたコリメータ
レンズ４６で平行ビームＯ８とされるのである。

このようにして作られた複合ビームＯ８は、その前方に
配置された分岐プリズム４７て走査用のビーム０１とス
ポットずれ検出用のビーム０２に分岐される。

そして、分岐プリズム４７を射出する走査用のビームＯ
１が偏向器４８によって上述同様の走査かなされるよう
になっている。

一方、分岐プリズム４７を射出するスポットずれ検出用
のビーム０□は、レンズ４９を介してエリアセンサー５
０に結像されるようになっている。

さて、上述の第１のレーザー発振器４１は、取付部材５
１に固定され、第２のレーザー発振器４２は、取付部材
５２に固定され、同取付部材５２には自身をＸ軸方向に
駆動するための圧電素子５３とＹ軸方向に駆動するため
の圧電素子５４が取り付けられている。また、第３のレ
ーザー発振器４３は、取付部材５５に固定され、同取付
部材５５には自身をＸ軸方向に駆動するための圧電素子
５６とＹ軸方向に駆動するための圧電素子５７が取り付
けられている。

そして、システムコントローラ５８が設けられ、同シス
テムコントローラ５８は、エリアセンサー５０の出力情
報に基づいて駆動回路５９を制御するもので、同駆動回
路５９の出力としては、圧電素子５３．５４の駆動出力
、圧電素子５６゜５７の駆動出力、第１ないし第３のレ
ーザー発振器４１，４２．４３のそれぞれの点消灯の制
御出力を有している。

なお、第７図は、第１のレーザー発振器４１と第３のレ
ーザー発振器４３に対陣する部分を抜出して示す斜視図
である。

このように構成されたレーザープリンターにおいて、偏
向器４８による走査方向に直交する方向の光軸調整をエ
リアセンサー５０を用いて行う場合、システムコントロ
ーラ５８からの制御信号によって駆動回路５９か作動し
て先ず、第１のレーザー発振器４１が点灯される。この
とき第２と第°３のレーザー発振器４２．４３は、共に
消灯状態にされている。よって、第１のレーザー発振器
４１のビームがエリアセンサー５０に結像され、その結
像スポットのＹ軸およびＸ軸光束位置がシステムコント
ローラ５８に読込まれる。

しかる後、第１のレーザー発振器４１を駆動回路５９か
らの制御で消灯させると共に第３のレーザー発振器４３
を点灯させる。このときにエリアセンサー５０への結像
スポットＹ軸位置がシステムコントローラ５８に読込ま
れる。

そして、すてに読込まれている第１のレーザー発振器４
１のスポット情報と第３のレーザー発振器４３のスポッ
ト情報とを比較し、両者が一致していない場合には、駆
動回路５９からの制御信号に基づき圧電素子５６をスポ
ットずれ量を減少させる方向に予め設定しておいたｌス
テップ分たけ第３のレーザー発振器４３を駆動する。

そして、再び位置検出がなされ、スポットすれかなくな
るまで繰り返して圧電素子５６を駆動させ、第３のレー
ザー発振器４３をＹ軸方向の正規の位置に調整する。

即ち、上述同様にして第３のレーザー発振器４３を点灯
させる。このときにエリアセンサー５０への結像スポッ
トＸ軸位置がシステムコントローラ５８に読込まれる。

そして、直交方向の位置ずれ検出の際に予め読込まれて
いる第１のレーザー発振器４１のスポット情報（Ｘ軸光
束位置情ｆ）と第３のレーザー発振器４３のスポット情
報（Ｘ軸光束位置情報）とを比較し、両者が一致してい
ない場合には、駆動回路５９からの制御信号に基づき圧
電素子５７をスポットずれ量を減少させる方向に予め設
定しておいたｌステップ分だけ第３のレーザー発振器４
３を駆動する。

そして、再び位置検出かなされスポットすれかなくなる
まで繰り返して圧電素子５７を駆動させ、第３のレーザ
ー発振器４３をＸ軸方向の正規の位置に調整する。

そして、両者が一致したときには、以上の手順と同様の
手順で第２のレーザー発振器４２の位置ずれ検出および
調整に移行する。この場合においても第１のレーザー発
振器４１を基準とした調整がなされるのである。

そして、以上の調整が完了したら第１ないし第３のレー
ザー発振器４１，４２．４３のそれぞれの光軸が完全に
一致して複合されたビームｏｌか得られるのである。

なお、この発明に係るレーザービーム光軸調整装置は、
上述の実施例に限定されることなく、その要旨を逸脱し
ない範囲内で種々の変形実施をすることができることは
勿論である。

例えば、レーザービーム光軸調整装置が適用できる光学
装置としては、第１図、第６図、第８図に示す装置に適
用できるのみな、らずいかなるレーザービームをどのよ
うに重ね合わせた態様を有する作像装置であってもよい
。

また、レーザービームの重ね合わせにおけるビームの数
は、複数であれば全くの任意であり、当該レーザービー
ムの発振波長の選択や出方設定は設計の自由に任される
ものとなっている。

さらに、複合ビームによる走査に対応する基準部位に配
設されたビーム検出器としては、第１実施例で説明した
ように走査の結像面に配設してよいのみならず、第２実
施例で説明したようにコリメータレンズの前方に配設し
てもよく、要は複数のレーザービームが複合する部位で
あればどこでもよいということである。

［発明の効果］以上の説明で明らかなように、この発明に係るレーザー
ビーム光軸調整装置によれば、時間の経過や温度の変化
によって各種光学部材の特性変動や位置変動が生じた場
合には、複合ビームによる走査に対応する基準部位をビ
ーム検出器で検出し、この検出結果に基づいて複数のレ
ーザー発振器の内の任意の発振器に設けられた駆動部材
を駆動して複数のレーザー発振器を所定の基準位置に駆
動することによって当該装置とは別個の光軸調整装置の
設備や高価な測定機器を必要とせず、かつ熟練した高度
の技術を要さないので一般のユーザーか自機器のみで調
整を行うことができ、メンテナンスが軽減されると共に
信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るレーザービーム光軸調整装置
を用いた第１実施例を示す概略構成図、第２図は、第１
図に示される装置の動作説明用のフローチャート、第３図ないし第５図は、第１図に示される装置の動作説
明用の波形図、第６図は、この発明に係るレーザービーム光軸調整装置
を用いた第２実施例を示す概略構成図、第７図は、第６
図に示される装置の要部を示す斜視図、第８図は、作像装置の一例を示す概略構成図である。２１．４１・・・・第１のレーザー発振器２２．４２・
・・・第２のレーザー発振器４３・・・・第３のレーザ
ー発振器３１．３２．５１，５２．５５・・・・取付部材２３．
２４．４６・・・・コリメータレンズ２５．４４．４５
・・合成ダイクロイックプリズム２８・・・・受光素子２９・・・・矩形スリット３３．３４，５３，５６．５７・・・・圧電素子３５．
５８・・・・システムコントローラ３６．５９・・・・
駆動回路５０・・・・エリアセンサー

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のレーザー発振器のそれぞれからのレーザービ
ームを重ね合わせた複合ビームを走査手段で被照射体に
走査する作像装置において、複数のレーザー発振器の内
の任意の発振器に設けられた駆動部材と、複合ビームによる走査に対応する基準部位に配設された
ビーム検出器と、上記駆動部材が設けられたレーザー発振器を、上記ビー
ム検出器の検出出力に対応して所定の基準位置に駆動す
るための制御手段とを具備することを特徴とするレーザービーム光軸調整装
置。