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JP3291906B2 - 走査光学装置 - Google Patents

走査光学装置

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JP3291906B2
JP3291906B2 JP09696394A JP9696394A JP3291906B2 JP 3291906 B2 JP3291906 B2 JP 3291906B2 JP 09696394 A JP09696394 A JP 09696394A JP 9696394 A JP9696394 A JP 9696394A JP 3291906 B2 JP3291906 B2 JP 3291906B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査光学装置に関し、特
に光源手段からの光変調され出射した光束（光ビーム）
を回転多面鏡等より成る偏向素子（光偏向器）で偏向反
射させた後、ｆθ特性を有する結像素子（ｆθレンズ）
を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するよ
うにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービ
ームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の装置に好
適な走査光学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等の走
査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光
変調した光束を出射している。そして光変調された光束
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、次いでｆθ特性を有する
結像光学系によって感光性の記録媒体（感光体ドラム）
面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画
像記録を行なっている。
【０００３】図５は従来の走査光学装置の要部概略図で
ある。
【０００４】同図において光源手段５１から出射した発
散光束はコリメーターレンズ５２により略平行光束とさ
れ、絞り５３によって該光束（光量）を制限して副走査
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
５４に入射している。シリンドリカルレンズ５４に入射
した平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま平
行光束の状態で射出する。又副走査断面内においては集
束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器
５５の反射面５５ａにほぼ線像として結像している。
【０００５】そして光偏向器５５の偏向面５５ａで偏向
反射された光束はｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレ
ンズ）５６を介して被走査面としての感光体ドラム５８
面上に導光され、該光偏向器５５を矢印Ａ方向に回転さ
せることによって該感光体ドラム５８面上を光走査して
画像情報の記録を行なっている。
【０００６】このとき感光体ドラム５８面上を光走査す
る前に、該感光体ドラム５８面上の走査開始位置を調整
する為に光偏向器５５の各偏向面で偏向反射された一部
の光束をｆθレンズ５６の走査用の光束が通過する領域
以外の領域を通過させ折り返しミラー（ＢＤミラー）５
７により反射させて走査開始信号を得る為（画像書き出
し位置の同期信号を得る為）の検出素子（ＢＤセンサ
ー）５９に導光させている。そして検出素子５９からの
出力信号（画像書き出し位置検知信号（ＢＤ信号））を
利用して感光体ドラム５８面上への画像記録の走査開始
位置を調整している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の走査光学装置で
は画像書き出し位置検知信号、所謂ＢＤ信号を得る為に
光偏向器５５により偏向反射された一部の光束をｆθレ
ンズ５６を介してＢＤセンサー５９に導光させている。
【０００８】このような構成の走査光学装置ではｆθレ
ンズ５６からＢＤセンサー５９までの距離をｆθレンズ
５６の焦点距離と等しくする必要があり、その為装置全
体が大型化になり易いという傾向にあった。
【０００９】そこで従来の走査光学装置では図５に示す
ように被走査面５８への走査開始信号を得る為の光学系
（同期検出系）の一部として固定のＢＤミラー５７を設
けてｆθレンズ５６を通過した画像書き出し位置検知信
号（同期信号）用の光束（ＢＤ光束）の光路を該ＢＤミ
ラー５７で適切に折り曲げることによって装置全体のコ
ンパクト化を図っている。
【００１０】しかしながらこのような走査光学装置では
ＢＤミラー５７の取付精度の影響により画像書き出し位
置がズレる場合がある為、書き出し位置調整を厳しく行
なう必要があることと、ｆθレンズ５６の一部のレンズ
領域（走査用の光束が通過する領域以外の領域）を使用
しＢＤ光束を結像させている為、該ｆθレンズ５６の走
査方向における光学有効領域を広くしなくてはならない
こと等の問題点があり、この為走査光学装置のコンパク
ト化と低コスト化との両立を困難にしていた。
【００１１】本発明は被走査面への画像書き出し位置の
同期信号を得る為の光束（ＢＤ光束）を結像させる光学
素子（アナモフィックレンズより成るＢＤレンズ）と光
束を走査方向に長手の線状に結像させる光学素子（シリ
ンドリカルレンズ）とを一体化することにより、装置全
体のコンパクト化を図ると共に高精度な光走査を行なう
ことができる走査光学装置の提供を目的とする。
【００１２】この他、本発明は走査開始信号を得る為の
検出素子（ＢＤセンサー）を光源手段（半導体レーザ）
近傍に設け、該光源手段とそれを制御する電気回路とＢ
Ｄセンサーとを同一の電気基板上又はフレキシブル基板
上に配置することにより、装置全体の小型化及び簡素化
を図った走査光学装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】（１）本発明の走査光学
装置は、光源手段から出射した光束を略平行光束に変換
する第１の光学素子と、該平行光束を偏向素子の偏向面
上における主走査方向に長手の線状に結像させる第２の
光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走査面上
にスポット状に結像させる第３の光学素子と、該偏向素
子で偏向された一部の光束を該被走査面上への画像書き
出し位置の同期信号を得る為の検出素子面上に結像させ
る第４の光学素子と、を具備する走査光学装置におい
て、該第２の光学素子と該第４の光学素子とが一体化さ
れた複合光学素子であり、且つ、該検出素子に入射する
光束が該第３の光学素子を通過することなく、該第４の
光学素子で検出素子面上に結像されることを特徴として
いる。
【００１４】特に前記複合光学素子はシリンドリカルレ
ンズとアナモフィックレンズとより構成されていること
や、前記光源手段と、該光源手段を制御する電気回路
と、前記検出素子とが同一の電気基板上に配置されてい
ることや、前記光源手段と、前記検出素子とがフレキシ
ブル基板で結合されていること等を特徴としている。
【００１５】（２）本発明の走査光学装置は、光源手段
から出射した光束をコリメーターレンズを介して平行光
束としシリンドリカルレンズにより光偏向器の偏向面上
における主走査断面内に集光し該偏向面で偏向反射させ
た後、結像光学系を介して被走査面に導光し光走査する
際、該光偏向器の偏向面で偏向反射された一部の光束を
該結像光学系を通過させることなく、アナモフィックレ
ンズにより該被走査面上への走査開始信号を得る為の検
出素子に導光させるようにし、かつ該シリンドリカルレ
ンズと該アナモフィックレンズとを一体化にした複合光
学素子より構成したことを特徴としている。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１の主走査方向の要部断面図である。
【００１７】図中、１は光源手段であり、例えば半導体
レーザより成っている。本実施例においては後述するよ
うに光源手段１と、これを制御する電気回路（レーザー
ドライバー）と、被走査面への走査開始信号を得る為
（画像書き出し位置の同期信号を得る為）の検出素子と
してのＢＤセンサー９とを同一の電気基板上又は同一の
フレキシブル基板上に配置している。
【００１８】２は第１の光学素子としてのコリメーター
レンズであり、光源手段１から出射された光束（光ビー
ム）を平行光束としている。３は開口絞りであり、通過
光束径を整えている。
【００１９】４は複合光学素子であり、第２の光学素子
としてのシリンドリカルレンズ（シリンドリカルレンズ
部）４１と第４の光学素子としてのアナモフィックレン
ズより成るＢＤレンズ（ＢＤレンズ部）４２とが一体化
されている。シリンドリカルレンズ４１は副走査方向に
のみ所定の屈折力を有しており、絞り３を通過した光束
を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面にほぼ線
像として結像させている。ＢＤレンズ４２は主走査方向
と副走査方向とで異なる屈折力を有しており、画像書き
出し位置の同期信号を得るための光束（ＢＤ光束）を後
述する検出素子としてのＢＤセンサー９に結像させてい
る。
【００２０】５は偏向素子としての例えば回転多面鏡
（ポリゴンミラー）より成る光偏向器であり、モータ等
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。
【００２１】６は第３の光学素子としてのｆθ特性を有
する結像レンズ（ｆθレンズ）であり、主走査方向と副
走査方向とで異なる屈折力を有しており、回転多面鏡５
によって偏向反射された画像情報に基づく光束を被走査
面としての感光体ドラム８面上に結像させると共に該回
転多面鏡５の偏向面の面倒れを補正している。
【００２２】９は検出素子としてのＢＤセンサー（光セ
ンサー）であり、光源手段１と同一の電気基板（不図
示）上に設けており、感光体ドラム８面上を光走査する
前に該感光体ドラム８面上の走査開始位置のタイミング
を検出する為、光偏向器５の各偏向面で反射された画像
書き出し位置検知信号（同期信号）用の光束（ＢＤ光
束）を検出し、該感光体ドラム８面上への画像記録の走
査開始位置のタイミングを制御している。
【００２３】９２は補助ＢＤレンズであり、ＢＤセンサ
ー９近傍に設けており、複合光学素子４やＢＤセンサー
９等の取り付け誤差によるＢＤ光束の副走査方向へのズ
レを補正している。尚、補助ＢＤレンズ９２は複合光学
素子４やＢＤセンサー９等の部品の取り付け精度を上げ
ることによって取り除くことも可能である。
【００２４】本実施例において半導体レーザ１より出射
した光束はコリメータレンズ２によりほぼ平行光束とさ
れ開口絞り３によって該光束（光量）を制限して複合光
学素子４のシリンドリカルレンズ４１に入射している。
シリンドリカルレンズ４１に入射した平行光束のうち主
走査断面においてはそのまま平行光束の状態で射出す
る。又副走査断面においては集束して光偏向器５の偏向
面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結
像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで偏向反射
された光束はｆθレンズ６を介して感光体ドラム８面上
に導光され、光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させること
によって該感光体ドラム８面上を矢印Ｂ方向に光走査し
ている。これにより画像記録を行なっている。
【００２５】このとき本実施例においては感光体ドラム
８面上を光走査する前に、該感光体ドラム８面上の走査
開始位置を調整する為に光偏向器５の各偏向面で偏向反
射された一部の光束を複合光学素子４を構成するＢＤレ
ンズ４２と補助ＢＤレンズ９２によりＢＤセンサー９に
導光している。そしてＢＤセンサー９からの出力信号
（画像書き出し位置検知信号（ＢＤ信号））を利用して
感光体ドラム８面上への画像記録の走査開始位置を調整
している。
【００２６】図３は本実施例の光源手段１及びＢＤセン
サー９近傍の拡大説明図（主走査方向の断面図）であ
る。同図において図１に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
【００２７】同図においては前述の如く回転多面鏡（不
図示）により偏向反射された一部の光束（ＢＤ光束）が
画像書き出し位置検知用の同期信号として複合光学素子
４を構成するＢＤレンズ４２と補助ＢＤレンズ９２を通
過しスリット部材としてのＢＤスリット９１を通過して
ＢＤセンサー９面上に結像される。そしてＢＤセンサー
９からの出力信号（ＢＤ信号）を利用して感光体ドラム
面上への画像記録の走査開始位置を調整している。
【００２８】ここでＢＤセンサー９は同図に示すように
光源手段である半導体レーザ１と、それを制御する不図
示の電気回路（レーザードライバー）と共に同一の電気
基板１１上に配置している。又補助ＢＤレンズ９２も電
気基板１１上に配置し、複合光学素子４やＢＤセンサー
９等の取り付け誤差によるＢＤ光束の副走査方向へのズ
レを補正している。この補助ＢＤレンズ９２は前述の如
く複合光学素子４やＢＤセンサー９等の部品の取り付け
精度を上げることによって取り除くことができる。
【００２９】このように本実施例においてはシリンドリ
カルレンズ４１とＢＤレンズ４２とを一体化にし、更に
半導体レーザ１とこれを制御する電気回路とＢＤセンサ
ー９とを同一の電気基板１１上に配置することによっ
て、画像書き出し位置の同期信号を得る為の光学系（同
期検出系）及び電気系をコンパクトに構成できると共に
低コストな走査光学装置を得ている。
【００３０】図４は本発明の実施例２の光源手段１及び
ＢＤセンサー９近傍の拡大説明図（主走査方向の断面
図）である。同図において図３に示した要素と同一要素
には同符番を付している。
【００３１】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は光源手段１とＢＤセンサー９とをフレキシブル基板
１２で結合したことと、該光源手段１と該ＢＤセンサー
９とをそれぞれ不図示の光学箱に固定したことであり、
その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
【００３２】即ち、本実施例においてはＢＤセンサー９
を直接光学箱（不図示）に固定する為、高精度に取り付
けることができ、前述の実施例１で取り付け誤差を補正
する為に使用していた補助ＢＤレンズを使用する必要が
なくなるという利点を有している。
【００３３】このように本実施例においては光学箱を装
置に取り付けることによって高精度な光学性能を得ると
共に更なる低コストの走査光学装置を得ている。
【００３４】尚、本実施例においては光源手段とＢＤセ
ンサーとを光学箱に固定したが、感光体ドラム以外の各
要素部品に関しても同様に光学箱に固定しても良い。こ
れにより更に高精度な走査光学装置を得ることができ
る。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く被走査面への
画像書き出し位置の同期信号を得る為の光束を結像させ
る光学素子（アナモフィックレンズより成るＢＤレン
ズ）と光束を走査方向に長手の線状に結像させる光学素
子（シリンドリカルレンズ）とを一体化にして構成する
ことにより、装置全体のコンパクト化を図ることができ
ると共に高精度な光走査を行なうことができる走査光学
装置を達成することができる。
【００３６】又、本発明において光源手段とそれを制御
する電気回路と検出素子（ＢＤセンサー）とを同一の電
気基板上又はフレキシブル基板上に配置することによ
り、装置全体の小型化及び簡素化を図った走査光学装置
を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図
【図３】 本発明の実施例１の光源手段及びＢＤセンサ
ー近傍の拡大説明図（主走査方向の要部断面図）
【図４】 本発明の実施例２の光源手段及びＢＤセンサ
ー近傍の拡大説明図（主走査方向の要部断面図）
【図５】 従来の走査光学装置の要部概略図
【符号の説明】
１ 光源手段 ２ 第１の光学素子（コリメーターレンズ） ３ 絞り ４ 複合光学素子 ４１ 第２の光学素子（シリンドリカルレンズ） ５ 偏向素子（光偏向器） ６ 第３の光学素子（結像光学系） ８ 被走査面（感光体ドラム） ４２ 第４の光学素子（アナモフィックレンズ） ９ 検出素子（ＢＤセンサー） １１ 電気基板 １２ フレキシブル基板 ９２ 補助ＢＤレンズ

Claims (6)

    (57)【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略平行光束
    に変換する第１の光学素子と、 該平行光束を偏向素子の偏向面上における主走査方向に
    長手の線状に結像させる第２の光学素子と、 該偏向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状
    に結像させる第３の光学素子と、 該偏向素子で偏向された一部の光束を該被走査面上への
    画像書き出し位置の同期信号を得る為の検出素子面上に
    結像させる第４の光学素子と、 を具備する走査光学装置において、 該第２の光学素子と該第４の光学素子とが一体化された
    複合光学素子であり、且つ、該検出素子に入射する光束
    が該第３の光学素子を通過することなく、該第４の光学
    素子で検出素子面上に結像されることを特徴とする走査
    光学装置。
  2. 【請求項２】 前記複合光学素子はシリンドリカルレン
    ズとアナモフィックレンズとより構成されていることを
    特徴とする請求項１の走査光学装置。
  3. 【請求項３】 前記光源手段と、該光源手段を制御する
    電気回路と、前記検出素子とが同一の電気基板上に配置
    されていることを特徴とする請求項１の走査光学装置。
  4. 【請求項４】 前記光源手段と、前記検出素子とがフレ
    キシブル基板で結合されていることを特徴とする請求項
    １の走査光学装置。
  5. 【請求項５】 光源手段から出射した光束をコリメータ
    ーレンズを介して平行光束としシリンドリカルレンズに
    より光偏向器の偏向面上における主走査断面内に集光し
    該偏向面で偏向反射させた後、結像光学系を介して被走
    査面に導光し光走査する際、 該光偏向器の偏向面で偏向反射された一部の光束を該結
    像光学系を通過させることなく、アナモフィックレンズ
    により該被走査面上への走査開始信号を得る為の検出素
    子に導光させるようにし、かつ該シリンドリカルレンズ
    と該アナモフィックレンズとを一体化にした複合光学素
    子より構成したことを特徴とする走査光学装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の走
    査光学装置と、前記被走査面として感光体ドラムと、前
    記光源手段を制御する電気回路を備えたことを特徴とす
    るレーザビームプリンタ。
JP09696394A 1994-04-11 1994-04-11 走査光学装置 Expired - Fee Related JP3291906B2 (ja)

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