JPH01200219A - 光ビーム走査光学系 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光ビーム走査光学系、特にレーザビーム・プ
リンタやファクシミリ等に組み込まれ、画像情報を乗せ
た光束を感光体上に集光させる光ビーム走査光学系の構
造に関する。

従来の技術とその課題 一般に、レーザビーム・プリンタやファクシミリで使用
されている光ビーム走査光学系は、基本的には、光源と
しての半導体レーザ、ポリゴンミラー、ガルバノミラ−
等の偏向器、ｒθレンズにより構成されている。偏向器
は半導体レーザから発せられた光束を等角速度で走査す
るものであり、そのままでは集光面で主走査方向中心部
から両端部にわたって走査速度に差を生じ、等質な画像
が得られない。ｒθレンズは、この様な走査速度差を補
正するために設置されている。

ところで、ｆθレンズは種々の凹レンズ、凸レンズ等を
組み合わせたものであり、レンズ設計が極めて複雑で、
研摩面数が多くて加工上の精度向上が図り難く、高価で
もある。しかも、透光性の良好な材質を選択しなければ
ならないという材質面からの制約もある。

そのため、従来では、ｒθレンズに代えて、楕円面ミラ
ーを使用すること（特開昭５４−１２３０４０号公報）
、放物面ミラーを使用すること（特公昭５５−３６１２
７号公報）、凹面反射鏡を使用すること（特開昭６１−
１７３２１２号公報）が提案きれている。しかしながら
、楕円面ミラーや放物面ミラーでは加工自体及び加工精
度を上げることが困難であるという問題点を有している
。また、凹面反射鏡を使用するものでは、反射光を感光
体面に対して垂直方向に集光しているため、凹面反射鏡
を主走査方向と同じ長さのものを用いる必要があり、光
学系自体が実用不能な程大型化するという問題点を有し
ている。

そこで、本発明の課題は、高価で制約の多いｒθレンズ
や従来提案された放物面ミラー等に代えて、より加工が
容易で加工精度を高めることができる走査速度補正手段
を採用し、光学系のコンパクト化を図ることにある。

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る光ビーム走査
光学系は、 （ａ）強度変調された光束を発生する光源と、（ｂ）前
記光束を等角速度で走査する偏向器と、（ｃ）前記偏向
器で走査された光束を折り返して感光体面上に集光させ
る球面ミラーとを備え、（ｄ）次の式を満足することを
特徴とする。

ｏ、ｔｓ＜（ｄ／　ＩＲＭＩ　）＜０．４５倍し、ｄ：
偏向器による走査域中心方向への光束反射点から球面ミ
ラ ーの頂点までの距離 Ｒ鱈球面ミラーの曲率半径 作用 以上の構成において、光源から放射された光束は偏向器
によって等角速度に走査され、この走査光束は球面ミラ
ーで反射され、感光体面上に集光する。前記偏向器によ
る主走査及び感光体面の移動による副走査で画像が形成
きれる。そして、球面ミラーによる反射光束は主走査方
向に対する走査速度を走査域中心からその両端部にわた
って均等となる様に補正される。

実施例 以下、本発明に係る光ビーム走査光学系の実施例につき
、添付図面を参照して説明する。

第１図において、（１）は半導体レーザ、（５）はコリ
メータレンズ、（１０）はポリゴンミラー、（１５）は
ビームスプリッタ、（２０）は球面ミラー、（３０）は
ドラム状の感光体である。

半導体レーザ（１）は図示しない制御回路によって強度
変調され画像情報を乗せた発散光束を放射する。この発
散光束はコリメータレンズ（５）を通過することにより
略平行光束に修正される。ポリゴンミラー（１０）は図
示しないモータにて支軸（１１）を中心に矢印（ａ）方
向に一定速度で回転駆動きれる。従って、コリメータレ
ンズ（５）を通過した平行光束は、ポリゴンミラー（１
０）の面で連続的に反射きれ、等角速度で走査される。

この走査光束はビームスプリッタ（１５）を透過した後
、球面ミラー（２０）の凹面側にて反射きれ、さらに、
ビームスプリッタ（１５）で反射された後感光体（３０
）上に集光される。このときの集光光束は感光体（３０
）の軸方向に等速で走査きれ、これを主走査と称する。

また、感光体く３０）は矢印（ｂ）方向に一定速度で回
転駆動され、この回転による走査を副走査と称する。

即ち、以上の光ビーム走査光学系においては、半導体レ
ーザク１）の強度変調と前記主走査、副走査によって感
光体（３０）上に画像（静電潜像）が形成される。そし
て、第２図に示す如く、球面ミラー（２０）が従来のｆ
θレンズに代わって、主走査方向に対する走査速度を走
査域中心からその両端部にわたって均等となる様に補正
する。

詳しくは、第２図に示す様に、ポリゴンミラー（１０）
による走査域中心方向への光束反射点（以下、偏向点と
記す）（１０ａ）から球面ミラー（２０）の頂点（２０
ａ）までの距離（ｄ）と、球面ミラーク２０）の曲率半
径（ＲＭ）との関係については、 ｏ、１ｓ＜（ａ／　ＩＲＭＩ　）＜０．４５　　　　　
　・・・・・・■なる式を満足する様に設定されている
。

なお、第２図において、（ｄｏ）は球面ミラー（２０）
の頂点（２０ａ）から感光体（３０）までの距離である
。

前記０式の下限及び上限は、感光体（３０）上での画像
歪みの程度により経験上許容できる範囲として設定した
値である。前記下限を越えると、走査角の増大に従って
正の歪曲が増大し、主走査方向の両端（走査開始付近及
び走査終了付近）で画像が伸びることとなる。また、前
記上限を越えると、走査角の増大に従って負の歪曲が増
大し、主走査方向の両端で画像が縮むこととなる。

ここで、本実施例における実験例（Ｉ＞、（Ｉ［）。

（ＩＩＩ）での構成データを示す。なお、ポリゴンミラ
ー（１０）の対面距離は２３．５ｍｍとした。

以上の各実験例（Ｉ　）、（ＩＩ）、（ＩＩ［）におけ
る感光体集光面での収差をそれぞれ第３図、第４図、第
５図に示す。各図中（ａ）は、縦軸を走査角度、横軸を
湾曲度としたグラフで、点線は偏向面内の光束による像
面湾曲を示し、実線は偏向面に対する垂直面内の光束に
よる像面湾曲を示す。図中＜ｂ）は、縦軸を走査角度、
横軸を歪曲度としたグラフである。

第６図は本発明に係る光ビーム走査光学系の他の実施例
を示す。

この実施例は、前記実施例におけるビームスプリッタ（
１５）を省いたものであり、同時に球面ミラー（２０）
は入射光と反射光とが重ならない様に適宜傾斜きれてい
る。

この実施例ではビームスプリッタ（１５）を介在ひせな
い分、光量の減衰が少なくなる。

なお、本発明に係る光ビーム走査光学系は以上の実施例
に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変
形することができる。

例えば、偏向器としては前記のポリゴンミラー（１０）
以外に、光束を一平面に等角速度で走査可能なものであ
れば、種々のものを用いることができる。また、光源と
しては半導体レーザ以外に、他のレーザ発生手段や点光
源を用いても良い。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、偏向器か
ら感光体面への光路中に前記０式を満足する様に球面ミ
ラーを介在させたため、主走査方向での走査速度を均等
に補正できることは勿論、球面ミラーは従来のｆθレン
ズに比べて加工が容易で加工精度も向上し、透明である
必要はないことから材質も広く選択でき、全体として安
価かつ高性能な走査光学系とすることができる。しかも
、球面ミラー自体によって光路が折り返され、光学系全
体がコンパクトになる。また、放物面ミラー、や楕円面
ミラーに比べても加工上、精度上有利であり、従来の凹
面反射鏡に比べても大幅に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示し、第１図
は概略構成を示す斜視図、第２図は光路を模式的に説明
するための図、第３図、第４図、第５図は集光面での像
歪を示すグラフである。第６図は本発明の他の実施例の
概略構成を示す斜視図である。 （１）・・・半導体レーザ、（５）・・・コリメータレ
ンズ、（１０）・・・ポリゴンミラー、（２０）・・・
球面ミラー、（３０）・・・感光体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強度変調された光束を発生する光源と、前記光束を
   等角速度で走査する偏向器と、 前記偏向器で走査された光束を折り返して感光体面上に
   集光させる球面ミラーとを備え、０．１５＜（ｄ／｜Ｒ
   ＿Ｍ｜）＜０．４５ 倍し、ｄ：偏向器による走査域中心方向への光束反射点
   から球面ミラーの頂点までの距離Ｒ＿Ｍ：球面ミラーの
   曲率半径 以上の式を満足することを特徴とする光ビーム走査光学
   系。