JPS6021031A

JPS6021031A - ２ビ−ム走査装置

Info

Publication number: JPS6021031A
Application number: JP12893383A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Ito; 徳久伊藤
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1985-02-02
Also published as: JPH0441807B2

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】本発明は、例えばレーザプリンタの感光体１−に、レー
ザビームをオンオフさせながら走Ｉ″Ｆ１−るためのビ
ーム走査装置に係り、特にプリンタのカラー化を可能と
する２ビーム走査装置に関する。

第１図は従来のこの種ビーム走査装置の構成例を示すも
のである。ＨｅＮｅレーザ光源１１を出たレーザビーム
は集光レンズ１２を経て超音波光変調器１３に入る。第
２図は超音波光変調器１３の原理図であって、光変調素
子の結晶１４に特定の方向から超音波１５を当てると、
レーザビーム、か入射方向０の２倍の角度（２θ）にプ
ラグ（Ｂｒａｇｇ）回折する。この回折角２θは、超音
波の音速Ｖと超音波周波数ｆおよびレーザビームの波長
入によって定まる（２θ＝入ｆ　／　ｖ　）。したかっ
て、１４音波をオンオフしてやると、超音波光変調器１
３から出ていくレーザビームが０次方向と１次方向に切
り換わり、例えば０次光をカットするようにマスキング
しておくと、レーザビームにオノ才フか生しることどな
る。集光レンズ１２はレーザビ−１・径ｄを所望の応答
時間（任ｄ／ｖ）を実現する径にまで１１ｄ小さゼるた
めのものである。

超音波光変調器１３を出たレーザビームは、コリメート
レンズ１６を経て再び平行ビームとされ、次いでビーム
エキスパンダ１７によりその径を拡大される。ビームエ
キスパンダ１７は２枚のレンズ１７ａ、１７１〕から成
るもので、原理的には望遠鏡を逆に用いたのに相当する
。そしてこのビーＬ、エキスパンダ１７を出たレーザビ
ームは、回転するポリゴン鏡１８の反射面１９で反射し
た後、ｆＯレンズ２ｏを経て感光体ドラム２１に到達し
、−１，記超ｊ′１波光変調器１３で生じたオンオフに
従い、感光体トラム２１１〕にオンオフのスボッ（の列
、っまり定在ライン２２を描く。この走査ライン２２は
例えば、感光体トラム２１を構成する感光体の帯電、Ｊ
（帯電の分４ｉを生じさせるものであり１回転するポリ
コン鏡１８の−・つり反射面１９の−・つにつき感光体
ドラＡ　２１の軸方向に一木の走査ライン２２が生じる
。そしてポリゴン鏡１８が連続して回転し、かつ感光体
ドラム２１が回転する結果、感光体ドラム２１上には連
続した走査ライン２２による潜像パターンが形成される
。感光体ドラム２１には例えばその後帯電した現像剤が
供給され、感光体の帯電、非帯電を利用した印刷の常法
に従い印刷が行なわれる。なお第１図の符号２３は、レ
ーザビームの光路を屈曲させるためのミラーを示す。

」二記ビームエキスパンダ１７によりレーザビームの径
を拡大するのは、感光体ドラム２１に到達するビーム径
を、該感光体ドラム２１に応じた適当な大きさにするた
めである。このビーム径は例えば感光体ドラム２１の材
質、感光体ドラム２１」−で生じるコロナ放電等の要素
により最適径が定まる。またｆθレンズ２ｏは、通常の
写真レンズや、フーリエ変換レンズと異なり、焦点距ａ
ｒ、入射角θに対し、その像高ｙがｙ＝ｆθとなる特性
があり、このためポリゴン鏡１８で反射されるレーザビ
ーム像をリニアに感光体ドラム２１．１＝に再現するこ
とができるので、この種の印刷用の光学系に広く用いら
れている。

ところで、この従来の光学系は、中色（通常、黒）の印
刷のみを目的に構成されている。つまり従来のレーザビ
ーＬ、プリンタは中色印刷のみに用いられており、これ
をカラー化する場合に上記従来の光学系をそのまま利用
することはできなかっｌこ　。

本発明は、上記従来の光学系の１三要部分はそのまま利
用しつつ、カラー印刷に対応できる光学系を１１゛的に
なされたもので、上記従来の光学系において超１１波光
変調器と回転ポリゴン鏡の間に。

レーザビームを所）ｉ４の周期で一方向に分離する超ｒ
１−波光偏向器を配設し、この超音波光偏向器により分
路された２ビーＪ・で、」二記感光体上に２本の走査ラ
インを助成することを特徴としている。この２本の走査
ラインをそれぞれ異なる色用に用い、かつごの２ビート
走査装置を２組用いることによって、レーザプリンタの
カラー化が可能となる。

以下図示実施例について本発明を説明する。第３図、第
４図は本発明に係る２ビーム走査装置の実施例を示すも
ので、ｆｉＳｆ図と同一の構成要素にはこれと同一の符
号をイーしである。符号３０は本発明において加えた超
音波光偏向器、３１は超音波光偏向器３０により分離さ
れたビームの分離角を拡大して本発明をより動床的にす
るために設置した光角度増幅器であり、両者は、コリメ
ートレンズ１６とビームエキスパンダー７の１１１１に
設置されている。

超音波光偏向器３０は、原理的には超音波光変調器１３
と同一の構成からなるものであるが、レーザビームを回
折させる応答速度を１ｔｆｌ音波光変調器１３に比して
はるかに遅くすることにより。

回折角を大きくとった点において超音波光変調器１３と
は異なっている。このような性質は、共体句的には、偏夷器を構成する素子の結晶軸方向を変えるこ
とによって得られている。この超音波光偏向器３０がさ
らに超音波光変調器１３と異なる点は、プラグ回折した
レーザビームも感光体ドラム２１上へ照射されることで
ある。超音波光変調器ｌ３においてはプラグ回折したレ
ーザビームは光路外に外され、感光体ドラム２１には到
達しない。そしてＭｉ１°１波光偏向器３ｏにおけるプ
ラグ回折は、感光体ｌ・゛ラノ・２１上に走査ライン２
２が１本描かれるブクに生じるようにタイミングがとら
れている。このタイミングは、ポリゴン鏡１８の回転数
、反射面１９の面数等の要素に応じてとることができる
か、さらに感光体ドラム２１の軸方向の入用側にビーム
センサを設け、このセンサにビームが入射されたときに
１回折が生じるようにｌ１ｆｌｆｆ波九偏向器３０ヘケ
・える超音波を制御するようにしてもよい。

このようにＬＪＩｒｆ波光偏向器３０によりレーザビー
１、を」り１定の周期で偏向させると、感光体ドラｔ、
　２１　Ｊ−には距＃見（第４図）隔てて２木の走査ラ
イン２２が交！Ｌに描かれる。したがって例えばこの２
本の一方を赤用、他方を青用とし、さらにこの２ビーム
走査装置をもう一基設けて負用およびスミ用の走査ライ
ン２２を描けば、両者を合わせることにより、カラー印
刷ができる。このカラー印刷は具体的には例えば２走査
ラインをオンオフの極性を変えた正負帯電により帯電さ
せる、−と、あるいは二色現像のうちはじめにする現像
はトナーと接触させず非接触で現像すること等により実
現することができるが、本発明はこの印刷１法は問うも
のではない。

光角度増幅器３１は、超音波光偏向器３０によるレーザ
ビームの分離角が、ビームエキスパンダ１７との関係で
十分にとれない場合に必要なものである。前述のように
ビームエキスパンダ１７はレーザビーム径を拡大するも
のであるが、ビーム径を拡大すると、その前段階で２ビ
ームに分離されているビームの分離角は小さくなるとい
う１′１質がある。すなわち第５図において、ビームエ
キスパンダ１７へ入射する２ビームＢ１．Ｂ２の分離角
をθ１、ビームエキスパンダ１７から出用ψ−る２ビー
ムの分離角を０２とすると、ビームエキスパンダ１７の
倍率をｍとして０１差（１／ｍ）・θ２なる関係がある。このため超音波光偏向器３０による分
Ｐｌ角が小さい場合には、ポリゴン鏡１８に入用する２
ヒー１、にカラー化に必要な分離角が得られないという
場合が生じる。光角度増幅器３１は、このような＋ｌ（
ｉｆ、を防１−するため、ビームエキスパンダ１７への
人Ｑ４１ｉｉｊにおいてビームの分離角を拡大（増幅）
するために設けたものである。

第６図は、この光角度増幅器３１の具体例を示す。この
光角度増幅器３１は２枚の反射鏡３２．３３から構成さ
れ−（おり、この反射鏡３２．３３０間に光軸を通る第
・のビームＢ　ｌを通過させる空間が形成され−〔いる
。反ｎ］鏡３２．３３は、他の１本のビームを反射さ廿
、その反射角により元の１本のビームとの分離角を増大
させる作用をする。いま反射鏡３２．３３の間を通過す
るビームＢｌと、反Ｑｔ鏡３２．３３で反ｎ１するビー
ムＢ２との、この九角度増’ｌ’ｉＩｌ器３１への入射
前の分離角０１が２．７°であるとすると、反射鏡３２
．３３の反射面がビームＢ１に争直な面となす角をそれ
ぞれ１８．３５°、　２２．５°とすれば、この光角度
増幅器３１を出−Ｃいく２ビームの分離角θ本は１５°
となる。このように反射鏡３２．３３の角度を適当に設
定することによって分１ｌｌＩ２ビームの分離角を増大
することができる。また図示例では反射鏡、３３の角度
を調節可能とすることにより、増幅角を変えることがで
きる。

この光角度増幅器３１は超音波光偏向器３０によって得
られる２ビームの分離角が大きい場合には理論的に必要
ないが、現在のところ超音波光偏向器３０によっては３
″前後の分離角しか１１ｊられていない。したがって光
角度増幅器３１を用いる必要性は高いが、分離角を大き
くとれる超音波光偏向器３０が得られれば、光角度増幅
器３１は不要となる。

なお超音波光偏向器３０によって分離し、光角度増幅器
３１によりその分離角を増大させた２ビームＢｌ、Ｂ２
の一方、例えばビームＢｌは。

第７図に実線で示すようにｆθレンズ２０の光軸を含む
平面を通過するが、ビームＢ２は破線で示すようにｆθ
レンズ２０の光軸を含まないｉｆｉ面を通過する。この
ためビームＢ２による走査ライン２２は、図に誇張して
示すように直線とならず彎曲するが、この１曲は超音波
光イＨ向器３ｏによるプラグ回折角を調節することによ
り、補正することができる力臼し、実用−１−支障は生
じない。同様にポリゴン鏡１８の反則面１９の面倒れ誤
差も走査−フィン２２のピッチ誤差を生しさせるが、こ
の誤差も超音波光偏向器３０により補止することができ
る。

なお」−記実施例は、２木に分離させたビームを感光体
トラトにに照射する場合を例にして本発明を説明したも
のであるが、本発明は感光体以外の照射体にレー　リ゛
ビーＪ、を照射する場合にも同様に適用できる。つまり
照射体に照射するレーザビートを２木に分剛させる場合
のすべてに適用可能である。

以りのように本発明は、弔−のレーザ光源からのレーザ
ヒーＬ・をｒｌｆｌ　ｌｒ波光偏向器により２ビームに
分離するように１７たちのであるから、この２ヒームに
より異なる色用の走査ラインを描くことかでき、したが
ってレーザビームプリンタのカラー化を図ることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図は従来のレーザビームプリンタに用いられている
光学系の例を示す上面図、第２図は＋１μ丘波光変調器
の作用を示す模式図、第３図は本発明の２ビーム走査光
学系の実施例を示す平面図、第４図は同要部の斜視図、
第５図はビームエキスパンダによるビーム分離角の減少
現象を説明すＺ）光路図、第６図は光角度増幅器の例を
示す光路図、第７図はｆθレンズによる２ビームの走査
ラインの彎曲の状態を模式的に示す斜視図である。１１・・・ＨｅＮｅレーザ光源、１２・・・集光レンズ
、１３・・・超音波光変調器、１６・・・コリメートレ
ンズ、１７・・・ビームエキスパンダ、１８・・・回転
ポリニｉン鏡、１９・・・反射面、２０・・・ｆＯレン
ズ、２１・・・感光体ドラム、２２・・・走査ライン、
３０・・・超ｊ′１波光偏向器、３１・・・光角度増幅
器、３２．３３・・・反射鏡。特許出願人　旭光学工業株式会社同代理人　三　力１１　邦　夫 °］′Ｔ−糸売ネｎＬ０三書（自発）昭和５９年　３月２８日昭和５８年特許願第１２８９３３号２、発明の名称２ビーム走査装置３、補正をする者１１５件との関係　特ａ’ｌ出願人住所　東京都板橋区ｔ）ｂ野町２丁［Ｊ３６番９号名称
　（０５２）旭光学工業株式会社イ鬼４表名　松　木　徹４、代理人〒１０２カニ式６、補正の内容（１）明細書第３頁第７行の「２枚」を「２組」と補正
する。（２）同書第７頁第１行〜第２行の「光路外に外され、
」という記載を「マスキングされているため、」と補正
する。（３）同書第８頁第、１６行の「θ１」を「０２」と補
正する。（４）同書回頁第１７行の「０２」を「０３」と補正す
る。（５）同書同頁第１９行の「θ１」を「０．」と補正す
る。（６）同書ｆｆ５１０頁第９行の「３°前後」という記
載を「高々数度」と補正する。（７）第５図を添付図面に補正する。（８）第７図を添付図面に補正する。以ト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザビームを超音波光変調器、回転ポリゴン鏡
およびｆＯレンズを介して照射体」二に走査させ、−１
、記超音波光変調器によるレーザビームのオンオフで−
１−記照用体七に所要の走査ラインを描くビーム走査装
置において、上記超音波光変調器と回転ポリコン鏡との
間に、レーザビームを所定の周期で一′、方向に分がす
る超音波光偏向器を配設し、この超１゛？波光偏向器に
Ｊ：り分離された２ビートで、１．記！Ｍ４　ＱＪ体１
．に２本の走査ラインを描くことを！ｌｌ＋徴とする２
ビーム走査装置。（２、特許請求の範囲第１項において、超音波光偏向器
とポリ１ン鏡との間には、超音波光偏向器によって分離
されたレーザビームの分離角を拡大する光角度増幅器が
配設されている２ビーム走査装置、９ｉ。