JPH04242215A - 光走査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関し特に偏
向器としての回転多面鏡の反射面の倒れ補正を行ない、
感光ドラムや感光ベルト等の被走査面の副走査方向の走
査ムラ（走査ズレ）を補正し、高精度に被走査面上を光
走査し、例えば高画質の画像形成を行なうようにした電
子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやカラー
レーザビームプリンタそしてマルチカラーレーザビーム
プリンタ等の装置に好適な光走査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の倒れ補正機能を有した
光走査装置においては例えば特開昭６２−３６２１０号
等に記載されているようにレーザ光源から光変調され放
射された光束を回転多面鏡等の偏向器により偏向して被
走査面上に導光し光走査することにより画像情報の書き
込み等を行なっている。

【０００３】図１３は従来のこの種の光走査装置の要部
概略図である。同図において１は光源であり、半導体レ
ーザー発振器等から成り、ほぼ点光源を成しレーザー光
を発散放射している。

【０００４】光源１からの発散光束はコリメーターレン
ズ２４で平行ビームとし、シリンダーレンズ（シリンド
リカルレンズ）２５に導光している。シリンダーレンズ
２５は偏向器であるポリゴンミラー（回転多面鏡）４の
回転方向面（回転軸に垂直な面ないし走査ビームが経時
的に形成する主走査面、Ｘ−Ｙ面）に対して垂直方向（
副走査方向）にのみ集光力を持ちコリメーターレンズ２
４からの平行ビームをポリゴンミラー４の偏向反射面４
ａ上に焦線状に集光している。この焦線状のビームは偏
向反射面４ａで反射した後、図中Ｘ−Ｚ面（副走査方向
面）内では再度発散ビームとなり、球面凹レンズ５ａと
アナモフィック系のトーリックレンズ５ｂより成るｆθ
レンズ５により感光体ドラム８上に集光している。

【０００５】ｆθレンズ５はＸ−Ｚ面内においてポリゴ
ンミラー４の偏向反射面４ａと感光体ドラム８とを共役
関係とし、これにより倒れ補正系を構成しており、ポリ
ゴンミラー４の偏向反射面４ａの倒れ角や回転軸の傾き
等の起因する感光体ドラム８上の走査線ズレ（ピッチ誤
差）を純光学的に原理的に補正している。

【０００６】一方、ポリゴンミラー４の回転方向面（主
走査面）内においてはシリンダーレンズ２５からの走査
ビームは平行光のままｆθレンズ５に入射し、感光体ド
ラム８上に集光している。

【０００７】このようなｆθレンズ５の集光性能により
走査ビームは感光体ドラム８上にスポット状に集光し、
ポリゴンミラー４の回転に伴ない感光体ドラム８上に直
線状の走査線を形成する（主走査）。感光体ドラム８は
図１３の矢印８ａに示す如く副走査方向に回転し、主走
査と合わせて走査ビームにより感光体ドラム８上に２次
元の情報を記録している。この記録情報は例えば公知の
電子写真プロセス等を用いて紙等の媒体上に再生してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の光走査装置にお
いては光源からの光束をコリメーターレンズとシリンド
リカルレンズとの２つのレンズを用いて回転多面鏡の反
射面上に線状に結像させて、これにより反射面の倒れ補
正を行っている。

【０００９】一般にこのときのコリメーターレンズとシ
リンドリカルレンズには製造及び両レンズの組立上の光
軸合わせや偏心などに厳しい精度が要求されている。

【００１０】このため従来よりコリメーターレンズとシ
リンドリカルレンズの双方の機能を一体化したガラスモ
ールドから成るアナモフィック非球面レンズを用いて倒
れ補正を構成したものが提案されている。しかしながら
このアナモフィック非球面レンズは製造が難しく、十分
な精度が得られないという問題点があった。

【００１１】本発明は適切に構成したグレーティングレ
ンズを用いることにより簡易な構成により回転多面鏡の
反射面の倒れ補正を効果的に行い、高精度な光走査を可
能とした光走査装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光走査装置は、
光源より射出した光束を偏向器により偏向させた後、結
像光学系を介して被走査面上に導光して主走査方向に光
走査すると共に該被走査面を副走査方向に移動若しくは
回動することにより２次元的に光走査する光走査装置に
おいて、該光源と偏向器との間に主走査断面と副走査断
面とで互いに焦点距離が異なる表面形状が矩形状又はブ
レーズド形状のグレーティングレンズを配置し、該光源
からの光束を該偏向器の反射面上で主走査断面内におい
て線状となるように結像させたことを特徴としている。

【００１３】特に本発明では、前記グレーティングレン
ズの有効面は楕円形状であること、又前記グレーティン
グレンズは両面が互いに直交するシリンドリカルグレー
ティングレンズより成っていること等を特徴としている
。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例１の主走査断面内の要
部概略図、図２は図１の主走査断面に垂直で光軸を含む
副走査断面内の光路を展開したときの要部概略図、図３
は図１の一部分の平面説明図である。

【００１５】図１〜図３において１は半導体レーザ等か
ら成る光源であり、該光源１から出射した光束は後述す
るグレーティングレンズ１０を介して偏向器である回転
多面鏡４の反射面４ａに入射する。

【００１６】グレーティングレンズ１０は主走査断面と
副走査断面において互いに異なった屈折力を有している
。そしてグレーティングレンズ１０を通過した光束のう
ち主走査断面では平行光束となり、副走査断面では反射
鏡４ａ面上に略線状に結像するように設定している。

【００１７】回転多面鏡４は矢印４Ｑの方向に等速で高
速回転しており、回転多面鏡４の反射面４ａの点Ｐに入
射した該光束は反射して主走査断面において偏向走査し
結像光学系５に入射する。

【００１８】結像光学系５は球面系よりなる負のレンズ
５ａと主走査断面と副走査断面において共に正の屈折力
を有するトーリックレンズ５ｂの２つのレンズより成っ
ている。結像光学系５を通過した光束は被走査面である
感光ドラム８面上に結像されてその面上を略等速度直線
運動で光走査する。

【００１９】尚、図２においてＰは回転多面鏡５の反射
面４ａの反射位置を示しており、副走査断面における光
束は上述した様にグレーティングレンズ１０を介し略こ
の反射位置Ｐに集光している。

【００２０】ここで反射位置Ｐと感光ドラム８は光学的
に略共役な関係に設定されているので、例えば反射面４
ａが副走査断面において回転軸４Ｐに対して平行でなく
倒れても（すなわち面倒れがあっても）光束は感光ドラ
ム８上の同一走査線上に結像する。このようにして所謂
回転多面鏡４の反射面の面倒れ補正系を構成している。

【００２１】次に本実施例のグレーティングレンズ１０
の構成について説明する。図３のグレーティングレンズ
１０は図１の光源部１側から見たときの概略図である。

【００２２】図４，図５は各々グレーティングレンズ１
０と光源１との主走査断面と副走査断面の要部概略図で
ある。

【００２３】図３においては便宜上、主走査断面方向を
ｙ軸、副走査断面方向をｚ軸として示している。グレー
ティングレンズ１０は図３に示すように基板１２面上に
表面形状が矩形状若しくはブレーズド形状のレンズパタ
ーンを形成した構成より成っている。

【００２４】本実施例におけるグレーティングレンズ１
０は主走査断面と副走査断面で輪帯境界半径が異なって
いる。即ち主走査断面と副走査断面で互いに焦点距離が
異なる楕円形状より成っている。

【００２５】図４の主走査断面（ｙ断面）においては光
源１から出射した光束はグレーティングレンズ１０によ
り平行光束となり回転多面鏡４の反射面４ａに入射する
。

【００２６】一方、図５の副走査断面（ｚ断面）におい
ては光源１から出射した光束はグレーティングレンズ１
０により集光され回転多面鏡４の反射面４ａ上の点Ｐに
線状に結像する。

【００２７】このように本実施例ではグレーティングレ
ンズ１０を主走査断面と副走査断面で互いに焦点距離（
屈折力）が異なる楕円形状のグレーティングレンズより
構成して、光源１から出射した光束を回転多面鏡４の反
射面４ａ上に線状に結像するようにしている。これによ
り前述したのと同様に回転多面鏡４の反射面の面倒れ補
正を行なっている。

【００２８】次に本実施例のグレーティングレンズ１０
の構成の具体的な数値例について示す。

【００２９】図６に示すようにグレーティングレンズ１
０の光軸ｘよりｍ番目の輪帯境界半径ｒｍ　は焦点距離
をｆ、光源１からの光束の波長をλとするとと近似でき
る。ここで主走査断面の焦点距離ｆｙ　をｆｙ　＝１４
．８６ｍｍ、副走査断面の焦点距離ｆｚ　をｆｚ　＝１
１．８６ｍｍ、波長λをλ＝７８０ｎｍとすると離心率
０．４５の楕円形状となり、主走査断面の半径ｒｙ　は
ｒ１ｙ＝１５２．２６μ　　，ｒ２ｙ＝２１５．３３μ
　　‥‥となる。

【００３０】又、副走査断面の半径ｒｚ　はｒ１ｚ＝１
３６．０２μ　　，ｒ２ｚ＝１９２．３６μ　　‥‥と
なる。

【００３１】ここでグレーティングレンズ１０の主走査
断面のＦナンバーＦｙ　をＦｙ　＝４．５とし、副走査
断面のＦナンバーＦｚ　をＦｚ　＝４とするとｍ＝１１
８となり、周辺部での輪帯境界半径ピッチは主走査断面
で７．０５μ、副走査断面で６．３１μとなる。

【００３２】実施例１においては図３〜図５に示すよう
にグレーティングレンズ１０を基板１２の片面に楕円形
状のグレーティングレンズを形成して構成したが、本発
明に係るグレーティングレンズはこのような構成に限定
されるものではない。

【００３３】例えば図７〜図９に示すように基板１２の
一方の面を図８に示す円形状のグレーティングレンズ８
１とし、他方の面を図９に示すシリンダーグレーティン
グレンズ９１とし、図７に示すように両面をグレーティ
ングレンズより構成しても良い。

【００３４】これによれば実施例１と同様に光源１から
の光束を回転多面鏡の反射面に線状に結像させることが
できる。又図１０〜図１２に示すように基板１２の両面
に互いに焦点距離が異なるシリンドリカルグレーティン
グレンズ１１１，１２１を直交するように形成しても前
述と同様の効果を得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば光源と偏向器との間に前
述の如く主走査断面と副走査断面で焦点距離の異なる表
面形状が矩形状又はブレーズド形状のグレーティングレ
ンズを配置することにより、簡易な構成により回転多面
鏡の反射面の面倒れ補正を効果的に行ない、高精度な光
走査を可能とした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】　　本発明の実施例１の主走査断面の要部概略
図。

【図２】　　本発明の実施例１の副走査断面の要部概略
図。

【図３】　　図１のグレーティングレンズの正面図。

【図４】　　図１のグレーティングレンズの主走査断面
図。

【図５】　　図１のグレーティングレンズの副走査断面
図。

【図６】　　図１のグレーティングレンズの一部分の拡
大説明図。

【図７】　　本発明に係るグレーティングレンズの実施
例２の断面図。

【図８】　　本発明に係るグレーティングレンズの実施
例２の片面の概略図。

【図９】　　本発明に係るグレーティングレンズの実施
例２の他方の面の概略図。

【図１０】　　本発明に係るグレーティングレンズの実
施例３の断面図。

【図１１】　　本発明に係るグレーティングレンズの実
施例３の片面の概略図。

【図１２】　　本発明に係るグレーティングレンズの実
施例３の他方の面の概略図。

【図１３】　　従来の光走査装置の要部概略図。

【符号の説明】

１　　光源部　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
４　　コリメーターレンズ ２５　　シリンドリカルレンズ　　４　　回転多面鏡（
偏向器） ５　　結像光学系　　　　　　　　　　　　　　５ａ　
　球面凹レンズ５ｂ　　トーリックレンズ　　　　　　
８　　被走査面１０　　グレーティングレンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源より射出した光束を偏向器により
   偏向させた後、結像光学系を介して被走査面上に導光し
   て主走査方向に光走査すると共に該被走査面を副走査方
   向に移動若しくは回動することにより２次元的に光走査
   する光走査装置において、該光源と偏向器との間に主走
   査断面と副走査断面とで互いに焦点距離が異なる表面形
   状が矩形状又はブレーズド形状のグレーティングレンズ
   を配置し、該光源からの光束を該偏向器の反射面上で主
   走査断面内において線状となるように結像させたことを
   特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】　　前記グレーティングレンズの有効面は
   楕円形状であることを特徴とする請求項１の光走査装置
   。
3. 【請求項３】　　前記グレーティングレンズは両面が互
   いに直交するシリンドリカルグレーティングレンズより
   成っていることを特徴とする請求項１の光走査装置。