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JP2001066532A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

Info

Publication number
JP2001066532A
JP2001066532A JP23808399A JP23808399A JP2001066532A JP 2001066532 A JP2001066532 A JP 2001066532A JP 23808399 A JP23808399 A JP 23808399A JP 23808399 A JP23808399 A JP 23808399A JP 2001066532 A JP2001066532 A JP 2001066532A
Authority
JP
Japan
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light beam
optical
angle
tan
sub
Prior art date
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Pending
Application number
JP23808399A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidemi Takayama
英美 高山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23808399A priority Critical patent/JP2001066532A/ja
Publication of JP2001066532A publication Critical patent/JP2001066532A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被走査面上で良好なる結像性能を得ることが
できる光走査装置をを得ること。 【解決手段】 光源手段から出射した光束を副走査断面
内において光偏向器の偏向面に対し斜め方向から入射さ
せる入射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を被走
査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置
において、該入射光学系は該光源手段から出射した光束
を略平行光束に変換するコリメーターレンズと、該コリ
メーターレンズからの略平行光束を制限する絞りと、該
絞りを通過した光束を副走査方向にパワーを有するシリ
ンドリカルレンズで集光し、該シリンドリカルレンズか
らの光束を光偏向器の偏向面に入射させる折り返しミラ
ーと、を有し、該シリンドリカルレンズを該入射光学系
の光軸を回転軸として傾けることにより、該光偏向器の
偏向面に形成される線像が主走査方向に対して平行とな
るようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は斜入射光学系を用い
た光走査装置に関し、特に光偏向器の偏向面に形成され
る線像が主走査方向に対して平行となるようにシリンド
リカルレンズ又は/及び絞りを入射光学系の光軸を回転
軸として所定量、傾けることにより、被走査面上で良好
なる結像性能を得ることができる、例えばレーザービー
ムプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置の好適
な光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンターやデ
ジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置
においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出
射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)よ
り成る光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有
する結像光学系によって感光性の記録媒体(感光ドラ
ム)面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査し
て画像記録を行っている。
【0003】図12は従来の光走査装置の要部概略図で
ある。
【0004】同図においてレーザーユニット121から
出射した略平行光束は副走査方向にのみ所定の屈折力を
有するシリンドリカルレンズ122に入射する。シリン
ドリカルレンズ122に入射した略平行光束のうち主走
査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出す
る。また副走査断面内においては集束して回転多面鏡か
ら成る光偏向器123の偏向面123aにほぼ線像とし
て結像している。そして光偏向器123の偏向面123
aで偏向反射された光束をfθ特性を有する結像光学系
(fθレンズ系)127により被走査面としての感光ド
ラム面126上に結像させ、該光偏向器123を矢印A
方向に回転させることによって、該感光ドラム面126
上を矢印B方向(主走査方向)に光走査して画像情報の
記録を行なっている。
【0005】また近年、プリンター等の小型化に伴い、
光走査装置にも小型で高性能なものが求められるように
なっている。これを解決するために例えば折り返しミラ
ーにより光路を折り曲げることによって光走査装置全体
を小型化する方法が種々と提案されている。これに伴い
入射光学系を光偏向器の回転軸と垂直な面に対して傾け
て配置する(以後「斜入射光学系」とも称す。)必要が
生じるが、走査レンズ系及び光偏向器を避けて光束を光
偏向器に入射させるためには、入射光束を大きく傾けな
ければならない。
【0006】しかしながら入射光束を大きく傾けると光
偏向器の偏向反射によって生じる光束の傾きの変化が像
高によっては大きくなり、スポットの悪化および走査線
の曲がりといった問題点が発生する。
【0007】従ってこれを解決するためには入射光学系
に折り返しミラーを使用して、光偏向器及び結像光学系
を避ける必要が無いように入射光束を配置し、斜入射角
を小さく抑えることが必要となる。
【0008】斜入射光学系の構成をとった場合、光偏向
器の偏向面に対して折り返しミラーを副走査断面内で傾
けると、該折り返しミラーにより結像光学系に入射する
光束が傾き、被走査面上のスポットに悪影響を及ぼすこ
とが問題となる。
【0009】そこで従来では、例えば特許公報2659
137号で開示されているように入射光学系のスリット
を光偏向器への光束の入射角度と同じ角度だけ傾けて配
置することが提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
によると折り返しミラーへの光束の入射角度が45度の
場合には有効であるが、他の角度の場合には光偏向器の
偏向面上の入射ビームの傾きを補正することが難しいと
いう問題点がある。また45度という入射角度は光路を
直角に折り曲げるため、光偏向器への入射光束に対して
光源が最も離れる配置であり、スペース上非常に不利で
ある。実際上は折返し角度はスペース上の制約から45
度以外の角度とする必要があり、この角度においても光
束の傾きを補正する方法が求められてきている。
【0011】また上記構成によるとシリンドリカルレン
ズにより、光偏向器の偏向面に主走査方向のライン状に
結像される線像が傾き、この状態で結像光学系に該光偏
向器で偏向された光束が入射すると被走査面上のスポッ
トの波面収差を悪化させ、スポットの形状及び大きさが
悪化するという問題点がある。
【0012】本発明は斜入射光学系を用いた光走査装置
において、シリンドリカルレンズ又は/及び絞りを入射
光学系の光軸を回転軸として所定量、傾けることによ
り、光偏向器の偏向面に形成される線像を主走査方向に
対して平行とすることができ、これにより被走査面上で
良好なる結像性能を得ることができるコンパクトな光走
査装置の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の光走査
装置は、光源手段から出射した光束を副走査断面内にお
いて光偏向器の偏向面に対し斜め方向から入射させる入
射光学系と、該光偏向器で偏向された光束を被走査面上
に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置におい
て、該入射光学系は該光源手段から出射した光束を略平
行光束に変換するコリメーターレンズと、該コリメータ
ーレンズからの略平行光束を制限する絞りと、該絞りを
通過した光束を副走査方向にパワーを有するシリンドリ
カルレンズで集光し、該シリンドリカルレンズからの光
束を光偏向器の偏向面に入射させる折り返しミラーと、
を有し、該シリンドリカルレンズを該入射光学系の光軸
を回転軸として傾けることにより、該光偏向器の偏向面
に形成される線像が主走査方向に対して平行となるよう
にしたことを特徴としている。
【0014】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記シリンドリカルレンズの子線と副走査方向との
成す角度をγ、前記光源手段から出射した光束を前記折
り返しミラーで折り返す主走査断面の角度をα、該折り
返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面における傾
き角をθとし、α≠45°のとき、該角度γは、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴としている。
【0015】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記シリンドリカルレンズの子線と副走査方向との
成す角度をβ、前記光源手段から出射した光束を前記折
り返しミラーで折り返す主走査断面の角度をα、該折り
返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面における傾
き角をθとし、α≠45°のとき、該角度βは、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴としている。
【0016】請求項4の発明は請求項2の発明におい
て、前記絞りは前記入射光学系の光軸を回転軸として傾
けられており、その傾き角は該絞りの開口部の中心を通
る短手方向と副走査方向との成す角度をγとしたとき、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴としている。
【0017】請求項5の発明は請求項3の発明におい
て、前記絞りは前記入射光学系の光軸を回転軸として傾
けられており、その傾き角は該絞りの開口部の中心を通
る短手方向と副走査方向との成す角度をβとしたとき、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴としている。
【0018】請求項6の発明は請求項4又は5の発明に
おいて、前記光源手段から出射される光束の偏向方向は
前記絞りの傾き角と同じ角度だけ傾けられていることを
特徴としている。
【0019】請求項7の発明は請求項1の発明におい
て、前記光源手段から出射した光束は前記光偏向器の偏
向角の略中央から偏向面に入射することを特徴としてい
る。
【0020】請求項8の発明は請求項1の発明におい
て、前記光源手段から出射した光束は前記光偏向器の偏
向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向面に入射す
ることを特徴としている。
【0021】請求項9の発明は請求項1の発明におい
て、前記結像光学系を構成する少なくとも一部の光学素
子は前記入射光学系をも構成していることを特徴として
いる。
【0022】請求項10の発明の光走査装置は、光源手
段から出射した光束を副走査断面内において光偏向器の
偏向面に対し斜め方向から入射させる入射光学系と、該
光偏向器で偏向された光束を被走査面上に結像させる結
像光学系と、を有する光走査装置において、該入射光学
系は該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換す
るコリメーターレンズと、該コリメーターレンズからの
略平行光束を制限する絞りと、該絞りを通過した光束を
副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズで集
光し、該シリンドリカルレンズからの光束を光偏向器の
偏向面に入射させる折り返しミラーと、を有し、該絞り
を該入射光学系の光軸を回転軸として傾けることによ
り、該光偏向器の偏向面に形成される線像が主走査方向
に対して平行となるようにしたことを特徴としている。
【0023】請求項11の発明は請求項10の発明にお
いて、前記絞りの開口部の中心を通る短手方向と副走査
方向との成す角度をγ、前記光源手段から出射した光束
を前記折り返しミラーで折り返す主走査断面の角度を
α、該折り返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面
における傾き角をθとし、α≠45°のとき、該角度γ
は、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴としている。
【0024】請求項12の発明は請求項10の発明にお
いて、前記絞りの開口部の中心を通る短手方向と副走査
方向との成す角度をβ、前記光源手段から出射した光束
を前記折り返しミラーで折り返す主走査断面の角度を
α、該折り返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面
における傾き角をθとし、α≠45°のとき、該角度β
は、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴としている。
【0025】請求項13の発明は請求項11又は12の
発明において、前記光源手段から出射される光束の偏向
方向は前記絞りの傾き角と同じ角度だけ傾けられている
ことを特徴としている。
【0026】請求項14の発明は請求項10の発明にお
いて、前記光源手段から出射した光束は前記光偏向器の
偏向角の略中央から偏向面に入射することを特徴として
いる。
【0027】請求項15の発明は請求項10の発明にお
いて、前記光源手段から出射した光束は前記光偏向器の
偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向面に入射
することを特徴としている。
【0028】請求項16の発明は請求項10の発明にお
いて、前記結像光学系を構成する少なくとも一部の光学
素子は前記入射光学系をも構成していることを特徴とし
ている。
【0029】
【発明の実施の形態】[実施形態1]図1は本発明の実
施形態1の要部上面図であり、各要素を主走査断面内に
投射した状態を示している。図2は図1の要部側面図で
あり、各要素を副走査断面内に投射した状態を示してい
る。図3は本発明の実施形態1の光束に沿って主走査方
向について展開したときの展開図、図4は図3の副走査
方向について展開したときの展開図である。
【0030】尚、本明細書において、入射光学系の光軸
をz軸として図1に示すような座標系をとる。光路を展
開したときの主走査方向をx軸とするx,y,z座標系
をとる。主走査断面をxz断面、副走査断面をyz断面
として定義する。
【0031】図中、1は光源手段であり、例えば半導体
レーザーより成っている。2はコリメーターレンズであ
り、半導体レーザー1から出射された発散光束を略平行
光束に変換している。3は絞り(スリット部材)であ
り、副走査方向より主走査方向に長い長方形より成る開
口部を有しており、通過光束(光量)を制限している。
【0032】4はシリンドリカルレンズ(シリンダーレ
ンズ)であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有して
おり、絞り3を通過した光束を主走査断面内で後述する
光偏向器6の偏向面(反射面)6aにほぼ線像として結
像させている。
【0033】本実施形態ではシリンドリカルレンズ4を
後述する入射光学系11の光軸Lを回転軸として所定
量、傾けることにより、光偏向器6の偏向面6aに形成
される線像(偏向面6aに入射する光束)が主走査方向
に対して平行となるようにしている。
【0034】9は折り返しミラーであり、シリンドリカ
ルレンズ4を透過した光束を光偏向器6側へ折り返して
いる。本実施形態では装置全体のコンパクト化を得るた
めに折り返しミラー9の反射面9aを副走査断面に対し
て角度θ傾けて配置し、また光源手段1から出射した光
束を角度α≠45°で折り曲げて光偏向器6側へ反射さ
せている。尚、折り曲げ角度αは45°未満に設定する
ことが望ましい。
【0035】尚、コリメーターレンズ2、絞り3、シリ
ンドリカルレンズ4、そして折り返しミラー9等の各要
素は各々入射光学系11の一要素を構成している。
【0036】6は光偏向器であり、例えば回転多面鏡
(ポリゴンミラー)より成り、モーター等の駆動手段
(不図示)により図中矢印A方向に一定速度で回転して
いる。
【0037】12は集光機能とfθ特性を有する結像光
学系であり、単一のfθレンズ(fθレンズ系)5と、
副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカル
ミラー7とを有しており、光偏向器6からの偏向光束を
被走査面8上に結像させると共に副走査断面内において
光偏向器6の偏向面6aと被走査面8との間を略共役関
係にすることにより、該偏向面6aの倒れを補正してい
る。fθレンズ5は入射光学系11の一要素をも構成し
ている。尚、fθレンズ系を複数枚のレンズより構成し
ても良い。
【0038】8は被走査面としての感光ドラム面であ
る。
【0039】本実施形態においては図1に示す主走査断
面内においては半導体レーザー1から出射した発散光束
がコリメーターレンズ2によって略平行光束に変換さ
れ、絞り3によって該光束(光量)を制限してシリンド
リカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレンズ
4に入射した略平行光束はそのままの状態で射出し、折
り返しミラー9を介してfθレンズ5を透過して光偏向
器6の偏向角の略中央から偏向面6aへ入射する(正面
入射)。このとき光偏向器6へ入射する光束は該光偏向
器6の偏向面6aの主走査方向の幅より広い状態で該偏
向面6aに入射する(オーバーフィールド光学系)。そ
して光偏向器6の偏向面6aで偏向反射された光束が再
度fθレンズ5を透過することによって収束され、シリ
ンドリカルミラー7を介して感光ドラム面8上に導光さ
れる。
【0040】一方、図2に示す副走査断面内においては
半導体レーザー1から出射した発散光束がコリメーター
レンズ2によって略平行光束に変換され、絞り3によっ
て該光束(光量)を制限してシリンドリカルレンズ4に
入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した略平
行光束は収束して折り返しミラー9を介してfθレンズ
5を透過して光偏向器6の偏向面6aに対して所定の角
度(ε/2)で入射し、該偏向面6aにほぼ線像(主走
査方向に長手の線像)として結像する(斜入射光学
系)。そして光偏向器6の偏向面6aで偏向反射された
光束は再度fθレンズ5を透過し、シリンドリカルミラ
ー7により収束されて感光ドラム面8上に導光される。
そして光偏向器6を矢印R方向に回転させることによっ
て、該感光ドラム面8上を矢印S方向に(主走査方向)
に光走査している。これにより記録媒体としての感光ド
ラム面8上に画像記録を行なっている。
【0041】本実施形態のように入射光学系11を斜入
射光学系として構成した場合、光偏向器6の偏向面6a
に対し折り返しミラー9を副走査断面内で傾けると、前
述の如く該折り返しミラー9によりfθレンズ5に入射
する光束が傾き、感光ドラム面8上のスポットに悪影響
を及ぼすことが問題となる。
【0042】ここで上記の問題について図11を用いて
説明する。図11は従来の光走査装置の折り返しミラー
近傍の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)であ
る。
【0043】同図において113は折り返しミラー、1
10は折り返しミラー113に入射する前の光束、11
1−1,111−2,111−3は各々折り返しミラー
113で反射後の光線、112−1,112−2,11
2−3は各々光束の中の主光線と最外光線(周辺光束)
の反射点、114,115,116は各々光束の中の主
光線と最外光線の反射面の位置である。
【0044】同図において折り返しミラー113に入射
する光束110は主走査方向に幅をもっているが、主走
査方向に対して傾いていないために副走査断面内におい
ては同図に示すように同じ高さにある。折り返しミラー
113においては主光線が反射点112−1において反
射し、最外光線が各々反射点112−2,112−3で
反射する。これにより光路長に差が生じ、各々の反射光
線111−1,111−2,111−3は同図に示した
ように副走査方向においては異なった高さとなる。従っ
て主走査方向に傾いた光束となり、図1に示した光学系
においてはfθレンズ5に入射する光束が傾く(即ち光
偏向器6の偏向面6aに形成される線像が主走査方向に
対して傾く)ことにより光学性能が悪化してしまう。
【0045】そこで本実施形態においてはシリンドリカ
ルレンズ4を入射光学系11の光軸Lを回転軸として角
度γ傾けることにより、光偏向器6の偏向面6aに形成
される線像を主走査方向に対して平行となるようにして
被走査面8上で良好なる結像性能を得ている。
【0046】このときのシリンドリカルレンズ4の子線
と副走査方向との成す角度(傾け角)をγ、半導体レー
ザー1から出射した光束を折り返しミラー9で折り返す
主走査断面の角度をα、該折り返しミラー9の反射面9
aと偏向面6aとの副走査断面における傾き角をθと
し、α≠45°のとき、該角度γは、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} である。
【0047】図5は本実施形態の折り返しミラー近傍の
主走査方向の要部断面図、図6は図5の副走査方向の要
部断面図、図7は本実施形態の折り返しミラー近傍の副
走査方向の要部断面図、図8は本実施形態の入射光学系
のシリンドリカルレンズおよび絞りを示した要部斜視図
である。図5、図6、図7、図8において図1、図2に
示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0048】図中、53は折り返しミラーに入射する光
束、53−1は折り返しミラー9に入射する光束の主光
線及び折り返しミラー9で反射される光束の主光線、5
3−2.53−3は各々折り返しミラー9に入射する光
束の最外光線及び折り返しミラー9で反射される光束の
最外光線、9−1は主光線の反射点、9−2,9−3は
各々最外光線の反射点、61,62,63は各々主光線
と最外光線の反射面の位置である。81は主走査方向、
82は副走査方向、83は子線、84は短手方向であ
る。
【0049】本実施形態においては図7に示すように折
り返しミラー9に入射する光束53のうち、主光線53
−1は折り返しミラー9上の反射点9−1で、最外光線
53−2,53−3は各々折り返しミラー9の反射点9
−2、9−3で反射される。従って図7に示すように副
走査方向においては折り返しミラー9による反射光線5
4は各々同じ高さの光線となり、光偏向器6の偏向面6
aに入射する光束は主走査方向に対し平行な光束とな
る。即ち光偏向器6の偏向面6aに形成される線像は主
走査方向に対して平行となる。
【0050】このように本実施形態においては上述の如
くシリンドリカルレンズ4を入射光学系11の光軸Lを
回転軸として角度γだけ傾けることにより、この角度γ
のとき、折り返しミラー9により発生する光束の傾きを
キャンセルさせることができ、これによりfθレンズ5
に入射する光束の回転成分を最小として感光ドラム面8
上に良好なるスポットを形成している。
【0051】尚、本実施形態においては前述の如くシリ
ンドリカルレンズ4を入射光学系11の光軸Lを回転軸
として角度γ傾けたが、これに限らず、例えば画像検討
によると画像の実用上、問題とならないレベルなら良
い。例えばシリンドリカルレンズ4の子線83と副走査
方向82との成す角度をβとしたとき、該角度βを -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足させれば良い。これにより感光ドラム面
8上のビームスポットを実用上問題の無いビーム形状と
することができる。
【0052】また本実施形態においては図8に示すよう
に絞り3をシリンドリカルレンズ4と同様に入射光学系
11の光軸Lを回転軸として所定量、傾けても良い。こ
のときの絞り3の傾き角は、該絞り3の開口部3aの中
心を通る短手方向84と副走査方向82との成す角度を
γとしたとき、シリンドリカルレンズ4の傾き角γと同
様 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} である。もしくは絞り3の開口部3aの中心を通る短手
方向84と副走査方向82との成す角度をβとしたと
き、シリンドリカルレンズ4の傾き角βと同様 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足させる範囲である。
【0053】更には半導体レーザー1から出射される光
束の偏向方向(ファーフィールドパターン)を上記絞り
3の傾き角と同じ角度だけ傾けて構成しても良い。
【0054】「実施形態2」図9は本発明の実施形態2
の絞りの要部概略図である。同図において図8に示した
要素と同一要素には同符番を付している。
【0055】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点はシリンドリカルレンズ4を傾けずに絞り(スリ
ット部材)3を入射光学系11の光軸Lを回転軸として
所定量、傾けたことと、それに伴ない光源手段としての
半導体レーザー1から出射される光束のファーフィール
ドパターン(偏向方向)を、その絞り3の傾き角と同じ
角度だけ傾けたことである。その他の構成及び光学的作
用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効果
を得ている。
【0056】即ち、同図において93は絞り3上のファ
ーフィールドパターンである。
【0057】一般的に半導体レーザーのファーフィール
ドパターンは主走査方向の方が副走査方向よりも広く、
従って光束を絞りたい方に広いファーフィールドパター
ンを使用することによって、所望のスポット径および光
量を達成することができる。
【0058】本実施形態においては絞り3を入射光学系
11の光軸Lを回転軸として所定量、傾け、それに伴い
ファーフィールドパターン93も同様に該絞り3の傾け
角度と同じ角度だけ傾けることにより、光束を有効に活
用することができ、スポット径および光量を所望の値と
することができる。
【0059】本実施形態では絞り3の開口部3aの中心
を通る短手方向84と副走査方向82との成す角度(傾
き角)をγ、半導体レーザー1から出射した光束を折り
返しミラー9で折り返す主走査断面の角度をα、該折り
返しミラー9の反射面9aと偏向面6aとの副走査断面
における傾き角をθとし、α≠45°のとき、該角度γ
は、 γ= -tan-1{(tanα) ×(tanθ)} である。さらに本実施形態では半導体レーザー1から出
射される光束のファーフィールドパターン(偏向方向)
93を上記絞り3の傾け角度γと同じ角度だけ傾けてい
る。
【0060】本実施形態ではこの角度γのとき、折り返
しミラー9により発生する光束の傾きをキャンセルさせ
ることができ、fθレンズ5に入射する光束の回転成分
を最小として感光ドラム面8上に良好なるスポットを形
成している。
【0061】本実施形態では半導体レーザー1を固定し
ているレーザユニットと絞り3とを一体にして設けて、
あらかじめ半導体レーザー1のファーフィールドパター
ン93の方向を絞り3の傾け方向と一致させておき、入
射光学系11の光軸Lに対して該レーザユニットを傾け
ることによって絞り3の傾け量と、半導体レーザー1の
ファーフィールドパターン93の傾け量とを一致させて
いる。
【0062】尚、本実施形態においては前述の如く絞り
3を入射光学系11の光軸Lを回転軸として角度γ傾け
たが、これに限らず、例えば画像検討によると画像の実
用上、問題とならないレベルなら良い。例えば絞り3の
開口部3aの中心を通る短手方向84と副走査方向82
との成す角度をβとしたとき、該角度βを -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
anα) ×(tanθ)} なる条件を満足させれば良い。これにより被走査面8上
のビームスポットを実用上問題の無いビーム形状とする
ことができる。
【0063】またこのとき半導体レーザー1から出射さ
れる光束の偏向方向を上記絞り3の傾け角度βと同じ角
度だけ傾けても良い。
【0064】尚、本実施形態においては絞り3を傾ける
のに伴ない半導体レーザー1からの光束の偏向方向も、
その絞り3の傾き角と同じ角度だけ傾けたが、該絞り3
のみでも良い。
【0065】図10は上述の実施形態1,2における入
射光学系の傾け角を示したグラフである。同図のグラフ
は折り返しミラーの反射面と副走査断面との傾き角θ=
5°として、半導体レーザーからの光束を該折り返しミ
ラーで折り返す角度αを変化させた場合の実施形態1,
2の入射光学系の傾け角の範囲を示している。同図に示
した範囲であれば光束の傾きを小さく押さえることがで
き、これにより被走査面上で良好なるスポットを形成す
ることができる。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く斜入射光学系
を用いた光走査装置において、シリンドリカルレンズ又
は/及び絞りを入射光学系の光軸を回転軸として所定
量、傾けることにより、光偏向器の偏向面に形成される
線像を主走査方向に対して平行とすることができ、これ
により被走査面上で良好なる結像性能を得ることができ
るコンパクトな光走査装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の要部上面図
【図2】 本発明の実施形態1の要部側面図
【図3】 本発明の実施形態1の光束に沿って主走査方
向について展開したときの展開図
【図4】 本発明の実施形態1の光束に沿って副走査方
向について展開したときの展開図
【図5】 本発明の実施形態1の折り返しミラー近傍の
主走査断面図
【図6】 本発明の実施形態1の折り返しミラー近傍の
副走査断面図
【図7】 本発明の実施形態1の折り返しミラー近傍の
副走査断面図
【図8】 本発明の実施形態1の入射光学系の主要部分
の要部斜視図
【図9】 本発明の実施形態2のスリットの要部概略図
【図10】 本発明の実施形態1,2における入射光学
系の傾け角を示したグラフ
【図11】 従来の光走査装置の折り返しミラー近傍の
副走査断面図
【図12】 従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
1 光源手段 2 コリメーターレンズ 3 絞り 3a 開口部 4 シリンドリカルレンズ 5 fθレンズ 6 光偏向器 7 シリンドリカルミラー 8 被走査面 11 入射光学系 12 結像光学系 81 主走査方向 82 副走査方向 83 子線 84 短手方向 93 ファーフィールドパターン(偏向方向)
【手続補正書】
【提出日】平成12年12月15日(2000.12.
15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】6は光偏向器であり、例えば回転多面鏡
(ポリゴンミラー)より成り、モーター等の駆動手段
(不図示)により図中矢印R方向に一定速度で回転して
いる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】一方、図2に示す副走査断面内においては
半導体レーザー1から出射した発散光束がコリメーター
レンズ2によって略平行光束に変換され、絞り3によっ
て該光束(光量)を制限してシリンドリカルレンズ4に
入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した略平
行光束は収束して折り返しミラー9を介してfθレンズ
5を透過して光偏向器6の偏向面6aに対して所定の角
度(ε/2)で入射し、該偏向面6aにほぼ線像(主走
査方向に長手の線像)として結像する(斜入射光学
系)。そして光偏向器6の偏向面6aで偏向反射された
光束は再度fθレンズ5を透過し、シリンドリカルミラ
ー7により収束されて感光ドラム面8上に導光される。
そして光偏向器6を矢印R方向に回転させることによっ
て、該感光ドラム面8上を矢印S方向(主走査方向)に
光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラ
ム面8上に画像記録を行なっている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源手段から出射した光束を副走査断面
    内において光偏向器の偏向面に対し斜め方向から入射さ
    せる入射光学系と、 該光偏向器で偏向された光束を被走査面上に結像させる
    結像光学系と、を有する光走査装置において、 該入射光学系は該光源手段から出射した光束を略平行光
    束に変換するコリメーターレンズと、該コリメーターレ
    ンズからの略平行光束を制限する絞りと、該絞りを通過
    した光束を副走査方向にパワーを有するシリンドリカル
    レンズで集光し、該シリンドリカルレンズからの光束を
    光偏向器の偏向面に入射させる折り返しミラーと、を有
    し、 該シリンドリカルレンズを該入射光学系の光軸を回転軸
    として傾けることにより、該光偏向器の偏向面に形成さ
    れる線像が主走査方向に対して平行となるようにしたこ
    とを特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】 前記シリンドリカルレンズの子線と副走
    査方向との成す角度をγ、前記光源手段から出射した光
    束を前記折り返しミラーで折り返す主走査断面の角度を
    α、該折り返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面
    における傾き角をθとし、α≠45°のとき、該角度γ
    は、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】 前記シリンドリカルレンズの子線と副走
    査方向との成す角度をβ、前記光源手段から出射した光
    束を前記折り返しミラーで折り返す主走査断面の角度を
    α、該折り返しミラーの反射面と偏向面との副走査断面
    における傾き角をθとし、α≠45°のとき、該角度β
    は、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
    anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴とする請求項1記載の光
    走査装置。
  4. 【請求項4】 前記絞りは前記入射光学系の光軸を回転
    軸として傾けられており、その傾き角は該絞りの開口部
    の中心を通る短手方向と副走査方向との成す角度をγと
    したとき、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
  5. 【請求項5】 前記絞りは前記入射光学系の光軸を回転
    軸として傾けられており、その傾き角は該絞りの開口部
    の中心を通る短手方向と副走査方向との成す角度をβと
    したとき、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
    anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴とする請求項3記載の光
    走査装置。
  6. 【請求項6】 前記光源手段から出射される光束の偏向
    方向は前記絞りの傾き角と同じ角度だけ傾けられている
    ことを特徴とする請求項4又は5記載の光走査装置。
  7. 【請求項7】 前記光源手段から出射した光束は前記光
    偏向器の偏向角の略中央から偏向面に入射することを特
    徴とする請求項1記載の光走査装置。
  8. 【請求項8】 前記光源手段から出射した光束は前記光
    偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏向
    面に入射することを特徴とする請求項1記載の光走査装
    置。
  9. 【請求項9】 前記結像光学系を構成する少なくとも一
    部の光学素子は前記入射光学系をも構成していることを
    特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  10. 【請求項10】 光源手段から出射した光束を副走査断
    面内において光偏向器の偏向面に対し斜め方向から入射
    させる入射光学系と、 該光偏向器で偏向された光束を被走査面上に結像させる
    結像光学系と、を有する光走査装置において、 該入射光学系は該光源手段から出射した光束を略平行光
    束に変換するコリメーターレンズと、該コリメーターレ
    ンズからの略平行光束を制限する絞りと、該絞りを通過
    した光束を副走査方向にパワーを有するシリンドリカル
    レンズで集光し、該シリンドリカルレンズからの光束を
    光偏向器の偏向面に入射させる折り返しミラーと、を有
    し、 該絞りを該入射光学系の光軸を回転軸として傾けること
    により、該光偏向器の偏向面に形成される線像が主走査
    方向に対して平行となるようにしたことを特徴とする光
    走査装置。
  11. 【請求項11】 前記絞りの開口部の中心を通る短手方
    向と副走査方向との成す角度をγ、前記光源手段から出
    射した光束を前記折り返しミラーで折り返す主走査断面
    の角度をα、該折り返しミラーの反射面と偏向面との副
    走査断面における傾き角をθとし、α≠45°のとき、
    該角度γは、 γ=-tan-1{(tan α) ×(tanθ)} であることを特徴とする請求項10記載の光走査装置。
  12. 【請求項12】 前記絞りの開口部の中心を通る短手方
    向と副走査方向との成す角度をβ、前記光源手段から出
    射した光束を前記折り返しミラーで折り返す角度をα、
    該折り返しミラーの反射面と副走査断面との傾き角をθ
    とし、α≠45°のとき、該角度βは、 -1.3×tan-1{(tanα) ×(tanθ)}≦β≦-0.7×tan-1{(t
    anα) ×(tanθ)} なる条件を満足することを特徴とする請求項10記載の
    光走査装置。
  13. 【請求項13】 前記光源手段から出射される光束の偏
    向方向は前記絞りの傾き角と同じ角度だけ傾けられてい
    ることを特徴とする請求項11又は12記載の光走査装
    置。
  14. 【請求項14】 前記光源手段から出射した光束は前記
    光偏向器の偏向角の略中央から偏向面に入射することを
    特徴とする請求項10記載の光走査装置。
  15. 【請求項15】 前記光源手段から出射した光束は前記
    光偏向器の偏向面の主走査方向の幅より広い状態で該偏
    向面に入射することを特徴とする請求項10記載の光走
    査装置。
  16. 【請求項16】 前記結像光学系を構成する少なくとも
    一部の光学素子は前記入射光学系をも構成していること
    を特徴とする請求項10記載の光走査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186597A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 光走査装置、画像形成装置

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