JP2000039576A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光走査装置において、カップリングレンズの焦
点距離を大きくすることなく、光スポット径の小径化を
実現する。 【解決手段】光走査装置は、発散性の光束を放射する半
導体レーザ光源１０と、該半導体レーザ光源からの光束
の発散性を弱めて、以下の光学系に適した光束形態に変
換するカップリングレンズ１２と、該カップリングレン
ズから射出する発散性の光束を主走査対応方向において
平行光束化し、副走査対応方向に集束して主走査対応方
向に長い線像に結像させる線像結像光学系１４，１６
と、線像の結像位置近傍に偏向反射面１８Ａを有し、該
偏向反射面による反射光束を等角速度的に偏向させる光
偏向器１８と、該光偏向器による偏向光束を被走査面２
２上に光スポットとして集光させるとともに、被走査面
２２上における光スポットの変位を等速化するｆθ機能
を有する走査結像光学系２０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光走査装置は、デジタル複写装置やレー
ザプリンタ、レーザファクシミリ等に関連して広く知ら
れている。また近来、バーコード読取装置や光走査を利
用する計測器、検査装置等への利用が意図されている。
光走査装置では一般に、半導体レーザ光源からの発散性
の光束を、コリメート機能を持つカップリングレンズに
より平行光束化することにより、以後の光学系へのカッ
プリングを行う。近来、光走査による書込画像の品質を
高めるために「高密度記録」が求められており、それに
伴い「光スポット径の小径化」が意図されている。しか
し、光スポットの小径化には「カップリングされた平行
光束の光束径を大径化」する必要がある。カップリング
された平行光束の光束径を大径化するには、カップリン
グレンズの機能がコリメート機能であることに鑑み「焦
点距離が長く且つ有効径の大きいカップリングレンズ」
を用いればよいが、このようなカップリングレンズは高
価であるため、光走査装置のコスト高を招来してしま
う。また、カップリングレンズの焦点距離が長いと、有
効径の大きいものを用いても、半導体レーザ光源からの
光束周辺のかなりの部分がカップリングされないため、
半導体レーザ光源から放射される光の利用効率が低下す
ると言う問題もあった。このような問題を回避するた
め、カップリングレンズの開口数：Ｎ．Ａを大きくする
方法も考えられるが、光学性能的にもコスト的にも不利
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は光走査装置
において、カップリングレンズの焦点距離を大きくする
ことなく、光スポット径の小径化を実現することを課題
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の光
走査装置は、半導体レーザ光源と、カップリングレンズ
と、線像結像光学系と、光偏向器と、走査結像光学系と
を有する。「半導体レーザ光源」は、発散性の光束を放
射する。「カップリングレンズ」は、半導体レーザ光源
からの光束の発散性を弱めて、以下の光学系に適した光
束形態に変換する。「半導体レーザ光源からの光束の発
散性を弱める」とは、半導体レーザ光源からの光束の、
本来の発散性を弱めた発散光束とすることを意味する。
「線像結像光学系」は、カップリングレンズから射出す
る発散性の光束（半導体レーザ光源からの光束の発散性
を弱められた光束）を、主走査対応方向において平行光
束化し、副走査対応方向に集束して主走査対応方向に長
い線像に結像させる。「主走査対応方向」は半導体レー
ザ光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応す
る方向を言い、上記光路上で副走査方向に対応する方向
を「副走査対応方向」という。勿論、前記「平行光束
化」は「実質的な平行光束とする」ことを意味する。
「光偏向器」は、線像結像光学系により結像した線像の
結像位置近傍に偏向反射面を有し、該偏向反射面による
反射光束を等角速度的に偏向させる。光偏向器として
は、回転多面鏡や回転単面鏡、回転２面鏡等を用いるこ
とができる。

【０００５】「走査結像光学系」は、光偏向器による偏
向光束を被走査面上に光スポットとして集光させると共
に、被走査面上における光スポットの変位を等速化する
「ｆθ機能」を有する。上記のように、請求項１記載の
発明の光走査装置では、カップリングレンズから発散性
の光束を射出させ、この発散性の光束を、線像結像光学
系の作用で、主走査対応方向に平行光束とするととも
に、副走査対応方向には集束させて主走査対応方向に長
い線像を結像させるので、焦点距離の短いカップリング
レンズを用いても光束系を容易に大径化でき、カップリ
ングレンズの焦点距離が短いのでカップリング効率がよ
く、光の利用効率が高い。

【０００６】上記「線像結像光学系」は、シリンドリカ
ルレンズと、少なくとも主走査対応方向において正のパ
ワーを持つ凹面鏡とを有するように構成しても良いし
（請求項２）、「副走査対応方向に、主走査対応方向よ
りも強い正のパワーを持つアナモフィックな凹面鏡」に
より構成しても良い（請求項３）。上記請求項１または
２または３記載の光走査装置において「走査結像光学
系」は、１枚以上のレンズによりｆθレンズとして構成
することができ（請求項４）、さらには、「結像機能を
持つ１以上の凹面鏡を有する」構成とすることもできる
（請求項５）。請求項５記載の発明の場合において、走
査結像光学系を「結像機能を持つ１以上の凹面鏡と１以
上のレンズとの合成系」として構成できることはいうま
でもない。また、請求項１記載の光走査装置において、
走査結像光学系を「結像機能を持つ凹面鏡を有する」よ
うに構成し、この凹面鏡が「線像結像光学系の少なくと
も一部を兼ねる」ように構成できる（請求項６）。即
ち、この場合、線像結像光学系を当該凹面鏡自体で構成
することもできるし、当該凹面鏡とアナモフィックなレ
ンズの組み合わせにより構成することも可能である。さ
らに、請求項１記載の光走査装置において、走査結像光
学系が「結像機能を持つ凹面鏡と該凹面鏡に対向する平
面鏡を有する」ように構成し、上記凹面鏡が線像結像光
学系の少なくとも一部を兼ねるようにし、半導体レーザ
光源からの光束が上記平面鏡を介して上記凹面鏡に入射
するように、かつ、偏向光束が上記凹面鏡と上記平面鏡
との間で「多重反射」して被走査面に導かれるようにす
ることができる（請求項７）。この場合、走査結像光学
系は、上記凹面鏡以外に他の凹面鏡やレンズを有するこ
ともできる。走査結像光学系に結像作用を持つ凹面鏡を
含めた場合、光スポットの移動軌跡である走査線に曲が
りが発生することが知られているが、上記多重反射によ
り走査線の曲がりを軽減することができる。

【０００７】請求項８に記載の発明の光走査装置は、半
導体レーザ光源と、カップリングレンズと、補正凹面鏡
と、光偏向器と、走査結像光学系と、アパーチュアとを
有する。「半導体レーザ光源」は、発散性の光束を放射
する。「カップリングレンズ」は、請求項１記載の発明
におけるのと同様に、半導体レーザ光源からの光束の発
散性を弱めて、以下の光学系に適した光束形態（半導体
レーザ光源からの光束の本来の発散性を弱めた発散光
束）に変換する。「補正凹面鏡」は、カップリングレン
ズから射出する発散性の光束（半導体レーザ光源からの
光束の発散性を弱められた光束）を、主走査対応方向に
おいて平行光束化する。「平行光束化」は勿論、「実質
的な平行光束とする」ことを意味する。「光偏向器」
は、補正凹面鏡による反射光束を偏向反射面により反射
させ、反射光束を等角速度的に偏向させるものであり、
回転多面鏡や回転単面鏡、回転２面鏡等を用いることが
できる。「走査結像光学系」は、光偏向器による偏向光
束を被走査面上に光スポットとして集光させると共に、
被走査面上における光スポットの変位を等速化する「ｆ
θ機能」を有する。「アパーチュア」は、ビーム整形用
であって、補正凹面鏡の反射面から光偏向器に至る光路
上に配備される。このように、請求項８記載の発明の光
走査装置では、カップリングレンズから発散性の光束を
射出させ、この発散性の光束を補正凹面鏡の作用で、主
走査対応方向に平行光束とするので、焦点距離の短いカ
ップリングレンズを用いても光束系を容易に大径化で
き、カップリングレンズの焦点距離が短いのでカップリ
ング効率がよく、光の利用効率が高い。「ビーム整形用
のアパーチュア」は、本来、カップリングレンズと光偏
向器の間の適宜の位置に配備することができる。しか
し、この発明の光走査装置では、カップリングレンズに
よりカップリングされた光束は、平行光束ではなく、発
散性であるので、カップリングレンズと補正凹面鏡との
間にアパーチュアを配備する場合、所望の「ビーム整形
機能」を発揮させるには、アパーチュアに高い位置精度
が要求されるが、請求項８記載の発明では、アパーチュ
アは「補正凹面鏡の反射面から光偏向器に至る光路上」
に配備され、補正凹面鏡による反射光束は、主走査対応
方向に平行光束化されているので、アパーチュアの配置
精度が緩やかになる。

【０００８】上記の如く、アパーチュアの配備位置は
「補正凹面鏡の反射面から光偏向器に至る光路上」であ
ればよく、従って、アパーチュアを「独立した光学素
子」として、補正凹面鏡と光偏向器の間に配備しても良
いし（請求項９）、アパーチュアを「補正凹面鏡の反射
面上」に形成しても良い（請求項１０）。高速の光走査
が行われる場合には、光偏向器の回転多面鏡等が高速回
転するので「風切り音」等の騒音を防音するために、光
偏向器を「防音ハウジング」で囲繞することが行われ
る。この場合「光偏向器の防音ハウジングの窓に設けら
れた防音ガラス」に、アパーチュアを形成することもで
きる（請求項１１）。請求項１０記載の光走査装置のよ
うに、アパーチュアを補正凹面鏡の反射面に形成する場
合や、請求項１１記載の光走査装置のように、アパーチ
ュアを防音ガラス上に形成する場合は、アパーチュアを
独立した光学素子とする必要がないので、光走査装置の
部品点数を削減でき、また、アパーチュアの配備位置が
補正凹面鏡の反射面位置、あるいは防音ガラス上という
ように一義的に定まっているので、アパーチュアの位置
調整の必要がなく、アパーチュアの開口形状を正確に設
定するのみで、所望のビーム整形機能を発揮させること
ができる。

【０００９】請求項８〜１１の任意の１に記載の光走査
装置において、補正凹面鏡は、カップリングレンズによ
りカップリングされた発散光束を「主走査対応方向にお
いて平行光束化」するが、副走査対応方向に関しては
「平行光束化」してもよいし、あるいは、副走査対応方
向には反射光束を集束させ、光偏向器の偏向反射面近傍
に主走査対応方向に長い線像として結像させてもよい。
このように、補正凹面鏡に、副走査対応方向の結像機能
を与える場合、補正凹面鏡は「副走査対応方向の正のパ
ワーが主走査対応方向の正のパワーよりも強いアナモフ
ィックな凹面鏡」となる（請求項１２）。この場合、補
正凹面鏡は、請求項３に記載の線像結像光学系としての
「副走査対応方向に、主走査対応方向よりも強い正のパ
ワーを持つアナモフィックな凹面鏡」と同じものにな
る。補正凹面鏡が、反射光束を主・副走査対応方向供に
平行光束化する場合、光偏向器の面倒れを補正する必要
があるときは、補正凹面鏡による反射光束を、シリンド
リカルレンズを用いて偏向反射面近傍に、主走査方向に
長い線像として結像させればよい。この場合、アパーチ
ュアを独立した光学素子として配備するなら、光束が主
・副走査対応方向とも平行光束となっている部分、即
ち、補正凹面鏡とシリンドリカルレンズとの間に配備す
るのが良い。光偏向器が回転単面鏡である場合は、面倒
れを補正する必要がないから、その場合は、補正凹面鏡
により主・副走査対応方向ともに平行光束化された光束
を、アパーチュアを介して光偏向器の偏向反射面に入射
させればよい。

【００１０】請求項８〜１２記載の光走査装置において
も、「走査結像光学系」は、１枚以上のレンズによりｆ
θレンズとして構成することができ、「結像機能を持つ
１以上の凹面鏡を有する構成」とすることもでき、「結
像機能を持つ１以上の凹面鏡と１以上のレンズとの合成
系」として構成することもできる。また、走査結像光学
系を「結像機能を持つ凹面鏡を有する」ように構成し、
この凹面鏡が「補正凹面鏡を兼ねる」ように構成するこ
とも可能であるし、走査結像光学系が「結像機能を持つ
凹面鏡と該凹面鏡に対向する平面鏡を有する」ように構
成し、上記凹面鏡が補正凹面鏡を兼ねるようにし、半導
体レーザ光源からの光束が上記平面鏡を介して上記凹面
鏡に入射するように、かつ、偏向光束が上記凹面鏡と上
記平面鏡との間で「多重反射」して被走査面に導かれる
ようにすることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）に示す実施の形態にお
いて、半導体レーザ光源１０から放射した発散光束は、
カップリングレンズ１２によって発散性を弱められ、若
干発散気味の光束に変換されて射出し、シリンドリカル
レンズ１４により副走査対応方向（図面に直交する方
向）にのみ集束されつつ凹面鏡１６に入射して反射され
る。凹面鏡１６は、副走査対応方向にはパワーを持た
ず、主走査対応方向にのみ正のパワーを持つ円筒鏡であ
り、入射光束の副走査対応方向には作用を及ぼさず、主
走査対応方向にのみ正のパワーを作用させる。この主走
査対応方向の正のパワーにより、凹面鏡１６による反射
光束は「主走査対応方向に平行光束化」され、副走査対
応方向にはシリンドリカルレンズ１４による集束作用が
そのまま保存される。このため、凹面鏡１６による反射
光束は、主走査対応方向に平行光束で、副走査対応方向
に集束光束として進行し、「光偏向器」である回転多面
鏡１８の偏向反射面１８Ａの近傍に「主走査対応方向に
長い線像」として結像する。偏向反射面１８Ａによる反
射光束は、回転多面鏡１８の等速回転に伴い、等角速度
的に偏向される偏向光束となって「走査結像光学系」で
あるｆθレンズ２０に入射し、同レンズ２０の作用によ
り被走査面２２（実体的には光導電性の感光体の表面）
に光スポットとして集光し、被走査面２２を等速的に光
走査する。

【００１２】即ち、図１（ａ）に実施の形態を示す「光
走査装置」は、発散性の光束を放射する半導体レーザ光
源１０と、該半導体レーザ光源からの光束の発散性を弱
めて以下の光学系に適した光束形態に変換するカップリ
ングレンズ１２と、カップリングレンズから射出する発
散性の光束を主走査対応方向において平行光束化し、副
走査対応方向に集束して主走査対応方向に長い線像に結
像させる線像結像光学系１４，１６と、上記線像の結像
位置近傍に偏向反射面１８Ａを有し、該偏向反射面によ
る反射光束を等角速度的に偏向させる光偏向器１８と、
該光偏向器による偏向光束を被走査面２２上に光スポッ
トとして集光させるとともに、被走査面２２上における
光スポットの変位を等速化するｆθ機能を有する走査結
像光学系２０とを有するもの（請求項１）である。また
「線像結像光学系」は、シリンドリカルレンズ１４と、
少なくとも主走査対応方向において正のパワーを持つ凹
面鏡１６とを有し（請求項２）、「走査結像光学系」は
１枚以上のレンズによりｆθレンズ２０（図では単玉構
成であるが、２枚以上のレンズで構成することができる
ことは言うまでもない）として構成されている（請求項
４）。図１（ａ）の実施の形態において、凹面鏡１６
を、上記「円筒鏡」に代えて球面鏡で構成することもで
きる。この場合、凹面鏡（球面鏡）による反射光束は主
走査対応方向には平行光束化されるが、副走査対応方向
には、シリンドリカルレンズ１４による集束作用をさら
に強められる。即ち、主走査対応方向に長い線像は、シ
リンドリカルレンズ１４と凹面鏡１６の副走査対応方向
の合成パワーにより結像することになる。このことを利
用して、凹面鏡１６と偏向反射面１８Ａとの間隔を短縮
することも可能である。

【００１３】図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す実施の形
態における光束径の大径化を説明するための図である。
図中、符号Ｐは「半導体レーザ光源の発光点」を示す。
図（ｂ−１）は、焦点距離：ｆのカップリングレンズ１
２を用い、半導体レーザ光源からの発散性の光束をコリ
メートする場合で、従来行われていた方法である。発光
点Ｐから発散角：αの光束部分がカップリングされるこ
とになるが、カップリングされた光束径：Ｄはカップリ
ングレンズ１２の有効系により制限されてしまう。図
（ｂ−２）は、焦点距離：ｆ’（＞ｆ）のカップリング
レンズ１３を用い、半導体レーザ光源からの発散性の光
束をコリメートする場合である。焦点距離：ｆ’をｆよ
り大ならしめ、有効径も大きいので、光束径：Ｄ’（＞
Ｄ）の平行光束を得ることができる。しかし、有効径が
大きいカップリングレンズ１３は、カップリングレンズ
１２に比して高価であり、また、光源から放射される光
束のうち、コリメートされるのは発散角：β（＜α）の
範囲に放射される光であり、光の利用効率は（ｂ−１）
の場合よりも低くなる。図（ｂ−３）は、上記実施の形
態の場合で、（ｂ−１）の場合と同じカップリングレン
ズ１２を用いているが、発光点Ｐは「焦点距離の内側」
に位置されるため、カップリングされるのは発光点Ｐか
ら発散角：γ（＞α）で発散される光であり、従来の場
合（ｂ−１）よりも光の利用効率が高く、カップリング
レンズ１２から射出する発散光束を、凹面鏡１６で平行
光束化することにより、「焦点距離および有効径の大き
いカップリングレンズ１３を用いた」のと同様の光束
径：Ｄ’を得ることができる。

【００１４】上の説明では「線像結像光学系」を、シリ
ンドリカルレンズと凹面鏡（円筒鏡もしくは球面鏡）と
で構成したが、図２に示す如く、線像結像光学系を「１
面の凹面鏡」で構成することもできる。図２（ａ）は、
前記発光点Ｐから放射され、カップリングレンズ１２に
より発散性を弱められた光束に対する、凹面鏡１６Ａの
主走査対応方向の作用を説明図的に示しており、破線
は、凹面鏡１６Ａにより反射された光束が主走査対応方
向において平行光束化されることを示している。図２
（ｂ）は、カップリングレンズ１２により発散性を弱め
られた光束に対する、凹面鏡１６Ａの副走査対応方向の
作用を説明図的に示しており、破線は、凹面鏡１６Ａに
より反射された光束が副走査対応方向において集束され
て点：Ｐ’に集束して、主走査対応方向（図２（ｂ）で
図面に直行する方向）に長い線像として結像することを
示している。この場合、凹面鏡１６Ａは「副走査対応方
向に、主走査対応方向よりも強い正のパワーを持つアナ
モフィックな凹面鏡」である（請求項３）。このように
すると、線像結像光学系を凹面鏡のみで構成できるの
で、線像結像光学系のコンパクト化・低コスト化が可能
である。

【００１５】図３（ａ），（ｂ）に示す実施の形態にお
いて、半導体レーザ光源１０から放射された発散性の光
束は、カップリングレンズ１２により発散性を弱められ
てシリンドリカルレンズ１４に入射し、副走査対応方向
にのみ集束されつつ凹面鏡１６Ｂに入射して反射され
る。反射光束は、凹面鏡１６Ｂにより主走査対応方向に
は平行光束化され、副走査対応方向には、さらに集束さ
れて光偏向器としての回転多面鏡１８の偏向反射面１８
Ａの近傍に「主走査対応方向に長い線像」として結像す
る。偏向反射面１８Ａによる反射光束は、再度、凹面鏡
１６Ｂに入射して反射され、長尺トロイダルレンズ２１
を透過して、被走査面２２上に光スポットとして集光
し、被走査面２２の光走査を行う。即ち、この実施の形
態においては、凹面鏡１６Ｂとシリンドリカルレンズ１
４とが「線像結像光学系」を構成し、凹面鏡１６Ｂと長
尺トロイダルレンズ２１とが「走査結像光学系」を構成
している。したがって、この実施の形態の光走査装置
は、走査結像光学系が、結像機能を持つ１以上の凹面鏡
１６Ｂを有するものであり（請求項５）、該凹面鏡１６
Ｂが「線像結像光学系の一部を兼ねる」ものである（請
求項６）。凹面鏡１６Ｂは、ｆθ機能を持つもので「ｆ
θミラー」と称されるものである。この実施の形態のよ
うに、凹面鏡を走査結像光学系の一部として用いると共
に線像結像光学系の一部を兼ねさせることにより「図１
の実施の形態においては必要な、線像結像光学系に専用
の凹面鏡１６」を省略することができ、光走査装置のコ
ストを低減できる。なお、ｆθミラーである凹面鏡１６
Ｂの反射面をアナモフィックな面とする場合には、線像
結像光学系を、シリンドリカルレンズ１４を省いて凹面
鏡１６Ｂのみで構成することもできる。

【００１６】図４（ａ），（ｂ）に示す実施の形態にお
いて、半導体レーザ光源１０から放射された発散性の光
束は、カップリングレンズ１２により発散性を弱められ
てシリンドリカルレンズ１４に入射し、副走査対応方向
にのみ集束されつつ平面鏡１５を介して凹面鏡１６Ｃに
入射して反射される。反射光束は、凹面鏡１６Ｃにより
主走査対応方向には平行光束化され、副走査対応方向に
は、さらに集束されて光偏向器としての回転多面鏡１８
の偏向反射面１８Ａの近傍に「主走査対応方向に長い線
像」として結像する。偏向反射面１８Ａによる反射光束
は、再度、凹面鏡１６Ｃに入射し、凹面鏡１６Ｃに対向
する平面鏡１５に向けて反射され、平面鏡１５により反
射されると更に凹面鏡１６Ｃにより反射され、最後に平
面鏡１５により反射されて被走査面２２上に光スポット
として集光し、被走査面２２の光走査を行う。なお図４
（ｂ）には「半導体レーザ光源１０から被走査面２２に
至る光束の主光線」のみを示した。

【００１７】即ち、この実施の形態においては「走査結
像光学系」が、結像機能を持つ凹面鏡１６Ｃと該凹面鏡
に対向する平面鏡１５を有し、且つ、凹面鏡１６Ｃは
「線像結像光学系の一部」を兼ね、半導体レーザ光源１
０からの光束が平面鏡１５を介して凹面鏡１６Ｃに入射
するように、かつ、偏向光束が凹面鏡１６Ｃと平面鏡１
５との間で多重反射（繰り返し反射）して被走査面２２
に導かれるようにしたものである（請求項７）。凹面鏡
１６Ｃは「アナモフィックな凹面鏡」で、多重反射によ
り「ｆθ機能」を発揮する。凹面鏡１６Ｃの反射面は、
アナモフィックな面であるので、線像結像光学系を、シ
リンドリカルレンズ１４を省いて凹面鏡１６Ｃのみで構
成することもできる。この実施の形態においても、凹面
鏡１６Ｃに「線像結像光学系の一部を兼ねさせる」こと
により、図１における、線像結像光学系に専用の凹面鏡
１６を省略することができ、光走査装置のコストを低減
できる。また、多重反射を行わせることにより走査線曲
がりを軽減できる。

【００１８】図５に、請求項８記載の光走査装置の実施
の１形態を示す。半導体レーザ光源１０から放射された
発散光束は、カップリングレンズ１２によって、若干発
散気味の光束に変換され、補正凹面鏡１６ａに入射す
る。補正凹面鏡１６ａは、図２に即して説明した「アナ
モフィックな凹面鏡１６Ａ」と同様のものであり、反射
光束は主走査対応方向において平行光束化され、副走査
対応方向においては集束光束化され、光偏向器としての
回転多面鏡１８の偏向反射面近傍に「主走査対応方向に
長い線像」として結像する。偏向反射面による反射光束
は回転多面鏡１８の等速回転により等角速度的に偏向
し、「走査結像光学系」であるｆθレンズ２０の作用に
より、被走査面２２に光スポットとして集光し、被走査
面２２を等速的に光走査する。補正凹面鏡１６ａにより
反射された光束は、偏向反射面への入射に先立ち、アパ
ーチュア１７によりビーム整形される。

【００１９】即ち、図５に実施の形態を示す光走査装置
は、発散性の光束を放射する半導体レーザ光源１０と、
半導体レーザ光源からの光束の発散性を弱めて、以下の
光学系に適した光束形態に変換するカップリングレンズ
１２と、カップリングレンズから射出する発散性の光束
を、主走査対応方向において平行光束化する補正凹面鏡
１６ａと、補正凹面鏡による反射光束を偏向反射面によ
り反射させ、反射光束を等角速度的に偏向させる光偏向
器１８と、光偏向器による偏向光束を被走査面２２上に
光スポットとして集光させるとともに、被走査面上にお
ける光スポットの変位を等速化するｆθ機能を有する走
査結像光学系２０と、ビーム整形用のアパーチュア１７
とを有し、アパーチュアが、補正凹面鏡１６ａの反射面
から光偏向器１８に至る光路上に配備されている（請求
項８）。そして、アパーチュア１７は、補正凹面鏡１６
ａと光偏向器１８の間に配備され（請求項９）、補正凹
面鏡１６ａは、副走査対応方向の正のパワーが主走査対
応方向の正のパワーよりも強いアナモフィックな凹面鏡
で、カップリングレンズ１２から射出する発散性の光束
を、主走査対応方向において平行光束化し、副走査対応
方向には集束して、光偏向器１８の偏向反射面近傍に、
主走査対応方向に長い線像に結像させるものである（請
求項１２）。図６は、請求項１０記載の光走査装置の実
施の１形態を示している。図５と同一の符号を付した部
分は、図５と同様である。図５の実施の形態との差異
は、図６の実施の形態においては、アパーチュア１７Ａ
が、補正凹面鏡１６ａの反射面上に形成されている点に
ある。このように、補正凹面鏡１６ａ上にアパーチュア
１７Ａを一体的に作る事で部品点数を削減することが出
来る。図７は、請求項１１記載の光走査装置の実施の１
形態を示している。図５と同一の符号を付した部分は、
図５と同様である。図５の実施の形態との差異は、図７
の実施の形態においては、アパーチュア１７Ｂが、光偏
向器１８の防音ハウジングの窓に設けられた防音ガラス
１９に形成されている点にある。このように、防音ガラ
ス１９上にアパーチュア１７Ｂを一体的に作る事で部品
点数を削減することが出来る。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置を実現できる。この発明の光走査装
置は、高価な「焦点距離の長いカップリングレンズ」を
用いることなく、高い光利用効率で、大径の光束を実現
でき、光スポット径を小さくして光走査の高密度化が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図で
ある。

【図２】請求項３記載の発明の実施の１形態を特徴部分
のみ示す図である。

【図３】この発明の実施の別形態を説明するための図で
ある。

【図４】請求項４記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図５】請求項８記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図６】請求項１０記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図７】請求項１１記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０ 半導体レーザ光源 １２ カップリングレンズ １４ シリンドリカルレンズ １６ 凹面鏡 １８ 回転多面鏡 ２０ ｆθレンズ ２２ 被走査面 １６ａ 補正凹面鏡 １７ アパーチュア

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発散性の光束を放射する半導体レーザ光源
   と、 該半導体レーザ光源からの光束の発散性を弱めて、以下
   の光学系に適した光束形態に変換するカップリングレン
   ズと、 該カップリングレンズから射出する発散性の光束を、主
   走査対応方向において平行光束化し、副走査対応方向に
   集束して主走査対応方向に長い線像に結像させる線像結
   像光学系と、 上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、該偏向反
   射面による反射光束を等角速度的に偏向させる光偏向器
   と、 該光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットと
   して集光させるとともに、上記被走査面上における上記
   光スポットの変位を等速化するｆθ機能を有する走査結
   像光学系と、を有することを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、 線像結像光学系が、シリンドリカルレンズと、少なくと
   も主走査対応方向において正のパワーを持つ凹面鏡とを
   有することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の光走査装置において、 線像結像光学系が、副走査対応方向に、主走査対応方向
   よりも強い正のパワーを持つアナモフィックな凹面鏡に
   より構成されたことを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載の光走査装
   置において、 走査結像光学系が、１枚以上のレンズによりｆθレンズ
   として構成されたことを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】請求項１または２または３記載の光走査装
   置において、 走査結像光学系が、結像機能を持つ１以上の凹面鏡を有
   することを特徴とする光走査装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の光走査装置において、 走査結像光学系が結像機能を持つ凹面鏡を有し、該凹面
   鏡が、線像結像光学系の少なくとも一部を兼ねることを
   特徴とする光走査装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の光走査装置において、 走査結像光学系が、結像機能を持つ凹面鏡と、該凹面鏡
   に対向する平面鏡とを有し、且つ、上記凹面鏡は線像結
   像光学系の少なくとも一部を兼ね、 半導体レーザ光源からの光束が上記平面鏡を介して上記
   凹面鏡に入射するように、かつ、偏向光束が上記凹面鏡
   と上記平面鏡との間で多重反射して被走査面に導かれる
   ようにしたことを特徴とする光走査装置。
8. 【請求項８】発散性の光束を放射する半導体レーザ光源
   と、 該半導体レーザ光源からの光束の発散性を弱めて、以下
   の光学系に適した光束形態に変換するカップリングレン
   ズと、 該カップリングレンズから射出する発散性の光束を、主
   走査対応方向において平行光束化する補正凹面鏡と、 該補正凹面鏡による反射光束を偏向反射面により反射さ
   せ、反射光束を等角速度的に偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットと
   して集光させるとともに、上記被走査面上における上記
   光スポットの変位を等速化するｆθ機能を有する走査結
   像光学系と、 ビーム整形用のアパーチュアとを有し、 該アパーチュアが、上記補正凹面鏡の反射面から光偏向
   器に至る光路上に配備されたことを特徴とする光走査装
   置。
9. 【請求項９】請求項８記載の光走査装置において、 アパーチュアが、補正凹面鏡と光偏向器の間に配備され
   たことを特徴とする光走査装置。
10. 【請求項１０】請求項８記載の光走査装置に於いて、 アパーチュアが、補正凹面鏡の反射面上に形成されたこ
    とを特徴とする光走査装置。
11. 【請求項１１】請求項８記載の光走査装置において、 光偏向器の防音ハウジングの窓に設けられた防音ガラス
    に、アパーチュアが形成されたことを特徴とする光走査
    装置。
12. 【請求項１２】請求項８〜１１の任意の１に記載の光走
    査装置において、 補正凹面鏡は、副走査対応方向の正のパワーが主走査対
    応方向の正のパワーよりも強いアナモフィックな凹面鏡
    で、カップリングレンズから射出する発散性の光束を、
    主走査対応方向において平行光束化し、副走査対応方向
    には集束して、光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査対
    応方向に長い線像に結像させるものであることを特徴と
    する光走査装置。