JPS6123113A - 光学スキヤナ - 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】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像形成装置に関するもので、例えば電子計算
機や画像読み取り装置から演算出力ないしは読み取り出
力される電気画像情報、または磁気テープやマイクロフ
ィルムに蓄積記憶された画像情報等を目視できる画像と
して再現する装置、または画像をプリントアウトする、
プリント装置、例えば特開昭５８−９８７４８号公報開
示のディスプレイ装置等に関する。

特にそのプリント装置を小型化または高密度記録を容易
にするための、または画像の編集等の付加機能を有する
光学スキャナの改善に係わる。

〔従来の技術〕

従来、光学スキャナを用い、画像情報を記録する方式の
ものとしてレーザビームプリンタ（以後ＬＢＰと略す）
がよく知られている。第６図は特にその光学系を中心に
描いた説明図である。セレン、非晶質シリコン、有機光
導電体等により形成された感光ドラム１は、帯電器２に
より一様に帯電される。この後、信号変調部４により出
力変調された半導体レーザ３より出力されたレーザビー
ム９が回転するポリゴンミラー（図示したものは８面体
）５により反射されｆ・θレンズ７を通過の後、感光ド
ラムｌ上を露光走査する。これにより感光ドラム上に静
電潜像が形成され、以後現像部（図示せず）、転写部（
図示せず）を通過することにより記録紙１−０上にトナ
ー像として画像が形成される０図中６はポリゴン駆動モ
ータ部、８はレーザビームを受けて信号の同期をとるた
めのビームディテクタである。

上述の様な従来の光学スキャナを用いたＬＢＰ等の欠点
は、ポリゴンミラーの回転により書き込み幅立に露光走
査するために、ポリゴンミラー５から結像面（感光ドラ
ム１上）までの光路長を長くしなければならず、大画面
の記録領域を得る場合には装置が大型化するものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述の点に鑑み、装置の小型化または大画面化
、または高密度記録化を目的とし、さらには画像の編集
等の付加機能を有する様にしたものである。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 複数のポリゴンミラーを同一の駆動軸により駆動し、か
つ前記ポリゴンミラーより出射後の光路中に走査方向変
換手段を設けてなることを特徴とする光学スキャナであ
る。

〔作用〕

上記の構成により、複数個のポリゴンミラーの回転数制
御あるいはビーム合せのための制御を行わないでも、同
等の光学スキャナが構成される。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例について説明する。

第１図乃至第５図は本発明に関する説明図である。

先ず第６図乃至第１７図について説明する。

第７図は駆動系を独立としたポリゴンミラーを２個用い
た場合を示す。第６図と同様、ｌは感光ドラム、２は帯
電器、３．・３２は半導体レーザ、４１　・４２はレー
ザドライバ、５□　・５２はポリゴンミラー、６，８６
２はモータ、７Ｉ・７２はｆ・θレンズ、８１・８．は
ビームディテクタである。図示する様に書き込み幅文を
文（＝局文）・文２　（＝３４文）の２つの領域に分け
、文、をポリゴンミラー５１．１２をポリゴンミラー５
２により露光走査する。またポリゴンミラー５゜（５２
）と感光ドラム１間には光路を折り返すミラーが介在し
ても良い。

第８図以下において第７図で示す半導体レーザ３１　（
第１レーザ）、　３２　（第２レーザ）への信号の供与
について説明する。

第８図はシリアルに送られてくる電気画像信号（ビデオ
信号）たとえばＣＣＤ等で読み取られた原稿読取り信号
、あるいはう、インメモリ、ページメモリ等からの入力
信号を第１レーザ３１・第２レーザ３２に順次交互に送
りこむ場合のブロック図である。

第７図で示した書き込み幅文分のビデオ信号がシリアル
に入力されてくると、又１分の信号を第１レーザドライ
バ４１に送り、次に文２分の信号を第２レーザドライバ
４２に送り込む。この切り換え操作はビデオ信号に同期
した基準クロック（ビデオクロック）をカウンタにより
数え、これにより切り換えられるスイッチ１により行う
。

このとき、第７図に示すポリゴンミラー５１および５２
はその回転が精度良く同期していることが良画像を得る
条件となる。これにはまずその回転数を合致させること
およびビームのホームポジションをうまく合せることで
ある。

ポリゴンミラー５．および５２の回転数を合せることは
、従来のポリゴンミラーを１個のみ用いた場合の回転制
御方式がそのまま適用できる。第９図にその１例を示す
。図中水晶発振器ｌは所望の回転数を示す基準クロック
を出力する。またポリゴンミラー５１および５２をそれ
ぞれ回転させ、る第１モータ６１および第２モータ６２
に付属するロータリエンコーダ６１・６２によりそれぞ
れのポリゴンミラーの回転数を示すパルスが出力される
。前記基準クロックとそれぞれのロータリエンコーダに
よるパルスを位相比較器ｌ・２に人力し、これによりモ
ータ６１・６２に対しそれぞれサーボをかける。この様
にすることによりポリゴンミラー５１および５２は、水
晶発振器ｌにより定められる回転数に制御される。

または第１θ図に示す様に第１モータ６１に対して水晶
発振′器ｌによりサーボをかけ、また第２モータ６２は
第１モータ６、のロータリエンコーダ６１によりサーボ
をかけられる様にしても良い。

次にビームのホームポジションを合せるためには、ポリ
ゴンミラー５１および５２の面の向きが常に互いに一定
の相対方向にあることが必要である。すなわち第１１図
に示す様に第１レーザ３Ｋによる書き込み幅文□の露光
走査がＰ位置にて終了すると直ちに続いて第２レーザ３
２による書き込み＠旦、の露光走査がＰ位置より開始さ
れる様にする。この時ポリゴンミラー５１・５２のなす
角は互いに図中０１　・θ２で示す様な関係である。

この相対関係を常に保つために、たとえば第１２図（ａ
）、　（ｂ）の様にすることができる。ここでロータリ
エンコーダ６１および６２はポリゴンミラーと一体で回
転するスリット円盤６１および６２′とフォトインタラ
プタＳ□およびＳ２によりなるものとした場合、スリッ
ト円盤６１および６２”のスリット位置がポリゴンミラ
ーの頂角位置に対応する様に構成する。フォトインタラ
プタＳ１は感光ドラム１面と直角方向に対して一〇ｌず
れた位置にくる様に固定する。また、フォトインタラプ
タＳ２は同じく−０２，ずれた位置にくる様に構成する
。またこれらのフォトインクラブタはおのおの位置微調
整が可能である様にする方が望ましい。第１３図はポリ
ゴンミラー５１（５２）、ロータリエンコーダ６□　（
６２’）、モータ６１　　（６２）等の側面図である。

フォトインタラプタＳ’１（３２）は発光ダイオード等
の発光素子Ｓｌ　　（Ｓ２）およびフォトトランジスタ
等の受光素子Ｓ１．（３２）からなりたっている。

第１２図で示す様にエンコーダ６Ｉ　・６２′を構成す
ることにより、前述第９図あるいは第１０で示した様な
回転制御方式を用いれば、ポリゴンミラー５１および５
２の前述した相対関係を保つことができる。以上の様に
した場合第７図で示したビームディテクタ８２は必ずし
も必要でなく、ビデオ信号とビーム位置の同期はビーム
ディテクタ８１のみで行うことができる。

また、ポリゴンミラー、スリット円盤、およびフォトイ
ンタラプタの位置関係の他の形態として、第１４図（ａ
）、（ｂ）に示す様にスリット円盤６、および６２のス
リット位置がポリゴンミラー５１および５２の頂角に対
してそれぞれ角度θ１およびθ２ずれる様に構成する。

フォトインタラプタはたとえば、感光ドラム１面と直角
方向に固定スる。この様にロータリエンコーダ６．６６
２’を構成することによっても、前述第９図あるいは第
１０図で示した回転制御方式を用いて、同様にポリゴン
ミラー５１および５２の相対関係を保つことができる。

ビームのホームポジションを合わせる他の方法として第
１５図　（ａ）に示す様にすることができる。すなわち
ビームディテクタ８．および８２がビームを受けるタイ
ミングを検知し、これを基準信号と比較することにより
モータ６１・６２にサーボをかけるものである。第１５
図（ｂ）に簡単なブロック図の１例を示す。基準信号は
ビームディテクタ８工の信号に同期して立上がる様にし
た。第１５図（ａ）に示す１１はビーム遮蔽手段であり
、第２レーザ３２によるビームが書き込み域ｌｌに入射
しない様にしたものである。

第１６図は第１レーザ３１會第２レーザ３２に書き込み
信号を並列に送りこむ場合のブロック図である。

第７図で示した書き込み＠見分のビデオ信号がシリアル
に入“力されてくると、文１分の信号をメモリＭ　ａ　
ｌに、見２分の信号をメモリＭ　ａ　２に送る。次にカ
ウンタ（図示しない）により同期されたスイッチ１３・
１４によりメ士りＭａｌの内容を第ル−ザドライバ４１
に、またメモリＭ　ａ　２の内容を第２レーザドライバ
４２に送る。この間スイッチ１２は同様にカウンタによ
り同期されて次回のり１分のビデオ信号をＭｂｌに文２
分のビデオ信号をＭｂ２に送る。文！および文２の信号
がそれぞれＭ　ａ　ｌ　＊　Ｍ　ａ　２から出力され終
ると、次にスイッチ１３−１４は切りかえられてメモリ
ＭｂｌおよびＭｂ２の内容をそれぞれ第ル−ザドライバ
４１にまた第２レーザドライバ４２に送る。この間同様
にスイッチ１２の切り換えによりビデオ信号はメモリＭ
ａｌ・Ｍ　ａ　２に入力される。

このような画像信号入力形態においても前述のシリアル
なデータ転送と同様、ポリゴンミラー５１８よび５２の
回転数を精度良く同期させる方が望ましい。この場合に
おいては第２レーザ３ｂ・第２レーｆ３２からの光ビー
ムは同方向である様にするため第１１図〜第１４図で示
したθＩ　−θ２となる様にし、また第１５図において
はビームディテクタ８１と８２には同時にビームが入る
様な制御を行う。

また以上ではポリゴンミラーを２個用いたものについて
説明したが、同様に３個、４個・・・・・・と複数個配
列することが可能なことは明らかである。

次に以」二の様に複数のポリゴンミラーを用いた場合に
は、それぞわ対応するレーザに対して異なるビデオ発生
源からのビデオ信号を入力することが可能となる。たと
えば書き込み幅交、に文書画像を、また書き込み幅交２
には図形画像をそれぞれワードプロセッサから、または
光ディスク等に納められた図面ファイルから同時に読み
出したビデオ信号により書き込むことができる。

第１７図はポリゴンミラーを２個用いてそれぞれ対応す
るレーザに対して異なるビデオ信号発生源からのビデオ
信号１・２を入力するための１例である。第１６図で示
したメモリＭａｌ・Ｍｂｌに対してはビデオ信号１（た
とえばワードプロセッサからのビデオ信号）、またＭ　
ａ　２−Ｍ　ｂ　２に対してはビデ第４信号２（たとえ
ば光ディスクからのビデオ信号）を入力する様にするこ
とで上述した様な簡単な画像の編集を行うことができる
。

以上によれば、たとえば、従来例で挙げたと同様のＮ面
ポリゴン、また従来例と等しいポリゴン回転数ｆとすれ
ば、ポリゴンミラーを２個用いた場合は、従来例に比べ
てビームの振り幅が半分であるので、単純に光路長を局
にすることができる。また従来と同じ周波数のビデオ信
号によれば、書き込み密度を２倍にすることができる。

また、従来例と等しい光路長をもたせる場合においては
、ビームの振り幅は従来例の半分であるためポリゴンミ
ラーの面数が２Ｎのものを使用することができ、これに
よりポリゴン回転数をＪ４ｆにすることができる。

第１図は更に改良したものである。第１図は駆動軸を同
一とした３個のポリゴンミラーを用いる例である。

３ａ〜３ｃは半導体レーザ、５ａ〜５Ｃは軸を同一にし
て回転するポリゴンミラー、１６はモータ、７ａ〜７ｃ
はｆ−θレンズ、８ａ〜８Ｃはビームディテクタ、また
１６ａ−１６ｃは走査方向変換手段である。第２図に走
査方向変換手段の一例として、プリズムを利用したイメ
ージローテータを挙げる。第２図は（ａ）は正面図、　
（ｂ）は北面図、　（ｃ）は側面図、（ｄ）は肩上面図
である。

たとえば（Ｃ）に示す様に底面に対してほぼ４５°の角
度で入射した像光１７はプリズムを通過することにより
出射時には像光に対しほぼ８０°の角度で方向が変わる
（出射光１８）。これは（ａ）、　（ｂ）にそれぞれ示
す様にプリズムの上下方向には像が逆となるが、左右方
向は像の方向が変わらないためである。第３図（ａ）、
　（ｂ）に示す様に、像光としてポリゴンミラーで走査
された光ビームも同様にその走査方向が９０°変わる。

したがって第４図に第１図を拡大して示す様に同一の軸
により回転するポリゴンミラーにより軸方向と直角に走
査される光ビームは上記の様な走査方向変換手段を通過
することにより、前記軸方向とほぼ平行な方向に走査方
向を変えることができる。ここで、それぞれポリゴンミ
ラー５ａ〜５Ｃは、同一の回転軸により回転しているた
めその回転数は必ず等しくなる。またそれぞれのポリゴ
ンミラーの面の向きは互いに一定の相対方向のままであ
るため、前述した様な回転数制御あるいはビーム合わせ
のための制御が不必要となる。たとえば第１１図で述べ
たと同様第４図における点Ｐａｂ◆Ｐｂｃにおいてうま
くビームがつながる様にあらかじめそれぞれのポリゴン
ミラー５ａ〜５Ｃの相対的になす角をずらしておくこと
により前述第８図で説明した様なビデオ信号の入力また
は書き込み方法がそのまま適用できる。

また特に第１６図で説明したと同様第１レーザ３ａ、第
２レーザ３ｂ、第３レーザ３Ｃに書き込み信号を並列に
送り込む場合、または第１７図で説明した様にそれぞれ
レーザに対して異なるビデオ発生源からのビデオ信号を
入力する場合においては、特にそれぞれのポリゴンミラ
ー５ａ〜５Ｃの相対的になす角をあらかじめずらしてお
く必要はないため、第５図に示す様な柱状のポリゴンミ
ラー１９を使用することもできる。

ハ、発明の詳細 な説明した様に、同一の軸により回転するポリゴンミラ
ーおよび走査方向変換手段を用いて光学スキャナを構成
することによって、回転数制御、あるいはビーム合わせ
のための制御を行わすともよいので、装置が著しく小型
化される。または大画面化または高密度記録化され画像
の編集等の付加機能を向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光学スキャナの一例を示す斜視図、第２
図・第３図は走査方向変換手段の一例の説明図、第４図
は第１図の一部の拡大斜視図、第５図は柱状ポリゴンミ
ラーの斜視図、第６図も第７図は従来の光学スキャナの
斜視図、第８図乃至第１０図は第１・第２のレーザへの
信号供与ブロック図、第１１図乃至第１５図（ａ）は２
個のポリゴンミラーの相対関係制御手段の説明図、第１
５図（ｂ）は第１５図　（ａ）に示すビームディテクタ
の制御ブロック図、第１６図・第１７図は第１・第２の
レーザに書き込み信号を送る装置のブロック図。 ５ａ・５ｂ・５ｃはポリゴンミラー、６１はその駆動軸
、１６ａ・１６ｂ−１６ｃは走査方向変換手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のポリゴンミラーを同一の駆動軸により駆動
   し、かつ該ポリゴンミラーより出射後の光路中に走査方
   向変換手段を設けてなることを特徴とする光学スキャナ
   。