JP2002055291A

JP2002055291A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2002055291A
Application number: JP2000242418A
Authority: JP
Inventors: Muneo Kuroda; 宗男黒田; Makoto Masuda; 麻言増田; Tetsuya Nishiguchi; 哲也西口; Toshiro Mukai; 俊郎向井; Kenzo Okubo; 憲造大久保
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2002-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】センター入射式オーバーフィル型光走査装置
や斜め入射式オーバーフィル型光走査装置が有する問題
点を解消して、被走査体上の情報を乱さず、より高速ま
たは高精度な走査を可能としたり、装置を小型化または
廉価にする。【解決手段】ｆθレンズ61を通って回転多面鏡51に向
かう入射ビーム52の一部を回転多面鏡51により反射して
ｆθレンズ61を介して被走査体8上を走査する出射ビー
ム69域の端部に、ｆθレンズ61を通って回転多面鏡51に
向かう入射ビーム52の折り返しミラー60が配置されてい
る。折り返しミラー60の周囲近傍を、同期検出ビーム70
が通過するようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを画
像情報に応じて被走査体上に走査露光することにより、
画像を記録するレーザプリンタやディジタル複写機等の
画像記録装置等に使用される光走査装置に関するもので
あり、より詳細には、被走査体の主走査方向に細長い形
状のビームの異なる領域を回転多面鏡で反射して走査す
る光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光走査装置として、回転多面鏡の１つの
反射面の回転方向の幅より広く形成されて回転多面鏡の
反射面を照射するビーム（以下「入射ビーム」と称す
る）の一部を回転多面鏡の反射面により反射したビーム
（以下「出射ビーム」と称する）で被走査体を走査する
方式の光走査装置（以下「オーバーフィル型光走査装
置」と称する）が知られている。このようなオーバーフ
ィル型光走査装置では、特開平１１−２１８７０２号公
報に記載のように、回転多面鏡の回転軸を通って該回転
軸に平行な平面（以下「回転軸平面」と称する）の１つ
に、入射ビームの光軸センターと出射ビームの走査角セ
ンターとが含まれるようにするとともに、入射ビームと
出射ビームの両方のビームが走査用レンズであるｆθレ
ンズを通るように構成した光走査装置（以下「センター
入射式オーバーフィル型光走査装置」と称する）と、回
転多面鏡の異なる回転軸平面に、入射ビームの光軸セン
ターと出射ビームの走査角センターとが含まれるように
するとともに、入射ビームはｆθレンズを通らず、出射
ビームはｆθレンズを通るように構成した光走査装置
（以下「斜め入射式オーバーフィル型光走査装置」と称
する）とが知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したオ
ーバーフィル型光走査装置とは別に、回転多面鏡に向け
て出射された光ビームを回転多面鏡の１つの反射面の一
部分のみに照射する光走査装置（以下「アンダーフィル
型光走査装置」と称する）が知られているが、アンダー
フィル型光走査装置に比して、オーバーフィル型光走査
装置は、光学系の透過光率の低さを補うためにより高出
力のレーザダイオード等の光源が必要であり、より高品
質な走査を要するような場合に出射ビームが走査する被
走査体上の走査方向における光量が不均一であるという
マイナス面がある反面で、被走査体上に一定サイズのビ
ームスポットを生じさせるのに必要な反射面の大きさを
非常に小さくできるので、同一直径の回転多面鏡に、よ
り多くの反射面を設けることが可能であり、これによ
り、回転多面鏡を比較的低い回転速度で動作させること
が可能となり、よりパワーの小さいモータと駆動装置と
を回転多面鏡を回転させる駆動系として利用することが
できるというプラス面も有している。

【０００４】高出力のレーザダイオード等の光源が必要
であるという点は、特開平１１−２１８７０２号公報に
記載のように、昨今では、高出力のレーザダイオード等
のレーザ光源が一般に用いられるようになってきてお
り、大した問題ではなくなっている。また、被走査体上
の走査方向における光量の不均一の点に関しても、特開
平１１−２１８７０２号公報に記載のように、大した問
題ではなくなっている。

【０００５】しかし、オーバーフィル型光走査装置に
も、まだ、以下のような問題点が存在している。

【０００６】先ず、第１の問題点は、次のような点であ
る。特開平１１−２１８７０２号公報に記載のようなセ
ンター入射式オーバーフィル型光走査装置では、入射ビ
ームがｆθレンズを通って回転多面鏡に向かうので、回
転多面鏡の反射面の入射ビームを反射する幅（以下「有
効反射幅」と称する）が大きく取れて、被走査体上の走
査方向における光量を高くできるという長所がある。と
ころが、その反面で、入射ビームが通過するｆθレンズ
の面で、入射ビームが被走査体側に反射されて、主走査
ライン方向で重なって、たとえば、反射ビームにより走
査されて形成された被走査体上の情報が乱されるといっ
たことが生じることである。これは、被走査体が感光体
であれば、感光体上に形成された画像に対応した静電潜
像を乱して、画像には無い静電潜像を形成してしまうゴ
ースト現象が生じる。

【０００７】また、第２の問題点は、次のような点であ
る。上記のようなセンター入射式オーバーフィル型光走
査装置では、入射ビームがｆθレンズに入射する前に、
折り返しミラーで入射ビームの方向を折り曲げて、入射
ビームの光源や入射ビームを幅広の断面矩形状のビーム
に成形する光学部品等（以下このように入射ビームの光
源や光路に配置された光学部品を「入射光学系」と称す
る）を配置するようにして、出射ビームが走査される際
に移動する面（以下「ビーム走査面」と称する）が広が
る方向の光走査装置の寸法を低減するようにしている。
しかし、入射光学系は、回転多面鏡やｆθレンズの並ぶ
方向に対して略直交する方向に並べて配置されており
（以下ｆθレンズ等の出射ビームが被走査体に至る光路
に配置された光学部品を「出射光学系」と称する）、光
走査装置の外形としては、略Ｌ字状になるために、単な
る略矩形状となる場合に比して、他の部品の配置を制限
したり、あるいは、光走査装置の外形を略矩形状とした
場合には、光走査装置内に無駄な空間が生じてしまい、
装置が無駄に大型化していた。

【０００８】また、第３の問題点は、以下の点である。
特開平１１−２１８７０２号公報や特開平１０−２１３
７６７号公報に記載のような斜め入射式オーバーフィル
型光走査装置では、入射ビームがｆθレンズを通らない
ようにｆθレンズの外方から回転多面鏡に照射している
ので、センター入射式オーバーフィル型光走査装置のよ
うにｆθレンズでの入射ビームの反射による被走査体上
の情報撹乱といったことがなく、出射光学系の付近に入
射光学系が配置できて装置が無駄に大型化しない反面、
センター入射式オーバーフィル型光走査装置に比して、
回転多面鏡の有効反射幅が狭くなるために、被走査体の
走査方向における光量が走査方向全体にわたって低下す
ることになり、より高出力の高価なレーザ光源が必要と
なり装置が高価になる。

【０００９】また、第４の問題点は、次の点である。光
走査装置では、被走査体上を１ライン毎に走査するの
で、被走査体上のラインの開始時点を定めることが必要
になる。このため、出射ビームの一部をセンサで検出
し、検出した時点から所定の時間後をライン開始点とし
ているが、ライン開始点を定めるためのセンサ検出完了
時点とライン開始時点との間の時間は、センサの応答特
性（受光量に対応した立ち上がり時間、立ち下がり時間
等）、検出回路の応答特性、出射ビームの検出位置での
強度、出射ビームの走査速度（センサの受光時間）、光
源をオン・オフする制御回路の応答特性等のハードウェ
アの諸特性により変える必要がある。このため、応答特
性の良い高価なセンサの代わりに安価なセンサを用いた
り、光源をオン・オフする制御回路を安価にしたり、高
解像度としたり、高速にライン走査をする場合にあって
は、ライン開始点を定めるためのセンサ検出完了時点と
ライン開始点との間により長い時間が必要となり、セン
サ検出位置における出射ビームの光量もより大となる必
要がある。このうち、高解像度としたり、高速にライン
走査をする場合は、たとえば、被走査体が画像形成装置
の感光体であれば、画素数を増やしてより高品質の画像
を形成するようにした場合（画素数を増やすと副走査方
向の単位長さ当たりの走査ライン数も増加する）、単位
時間当たりの印字枚数を増加させたりする場合などであ
る。

【００１０】最後に、第５の問題点は、次の点である。
上述のように、光走査装置では、被走査体上のラインの
開始時点を定めるために、出射ビームのうちの被走査体
を走査する光路以外の光路で、センサにより検出するよ
うにしている。したがって、ラインの開始時点検出用の
光路を的確に選ばないと、装置の大型化を招く。

【００１１】本発明は、上述の特開平１１−２１８７０
２号公報に記載のようなセンター入射式オーバーフィル
型光走査装置や斜め入射式オーバーフィル型光走査装置
が有する問題点を解消して、被走査体上の情報を乱さ
ず、より高速または高精度な走査を可能としたり、装置
を小型化または廉価にすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
による光走査装置は、走査用レンズを通って回転多面鏡
に向かう入射ビームの一部を回転多面鏡により反射して
走査用レンズを介して被走査体上を走査する出射ビーム
域の端部に、走査用レンズを通って回転多面鏡に向かう
入射ビームの折り返しミラーが配置されている光走査装
置において、上記折り返しミラーの周囲近傍を、同期検
出ビームが通過するようになされていることを特徴とす
るものである。

【００１３】本発明の光走査装置によれば、折り返しミ
ラーで折り返された入射ビームが、走査用レンズを通っ
て回転多面鏡に入射するため、回転多面鏡の反射面の有
効反射幅が大きく取れて、被走査体上の走査方向におけ
る光量を高くできる。また、折り返しミラーが、出射ビ
ーム域の端部に配置されていて、走査用レンズに斜めに
入射するため、ゴースト現象が生じにくく、被走査体上
の情報が乱されない。そして、同期検出ビームが出射ビ
ーム域の端部に配置された入射ビームの折り返しミラー
の近傍を通過するようになされているので、装置の小型
化が可能である。

【００１４】本発明の光走査装置において、たとえば、
走査用レンズに対して回転多面鏡とは反対側の空間にお
いて、入射ビームと被走査体上を走査する出射ビーム域
との間の間隙部を、同期検出ビームが通過するようにな
されている。

【００１５】このようにすることにより、入射ビームと
出射ビーム域との間の間隙部を利用して、同期検出ビー
ムの光路を配置することができ、装置をより一層小型化
することができる。

【００１６】本発明の光走査装置において、たとえば、
入射ビームと出射ビームとが走査方向に垂直な断面内で
傾斜角を有し、上記折り返しミラーの出射ビーム側端部
の外方を、同期検出ビームが通過するようになされてい
る。

【００１７】このようにすることにより、折り返しミラ
ーの背面の空き空間を利用して、同期検出ビームの折り
返しミラーや同期検出ビームを検出するための同期検出
センサ等を配置することができ、装置のより一層の小型
化が可能である。

【００１８】本発明の光走査装置において、たとえば、
出射ビームの走査方向において上記折り返しミラーの外
側外方を、同期検出ビームが通過するようになされてい
る。

【００１９】このようにすることにより、同期検出時と
主走査ライン開始時点との間に、より長い時間を確保で
きて、より強い同期検出ビームを同期の検出に使用する
ことができる。

【００２０】本発明の光走査装置において、たとえば、
同期検出ビームが、回転多面鏡の有効反射幅の一部を使
用して生成される。

【００２１】このようにすることにより、同期検出ビー
ムのビーム幅を狭くすることができ、その分、装置の小
型化ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
ディジタル複写機等の画像形成装置に適用した実施形態
について説明する。

【００２３】図１は画像形成装置（ディジタル複写機）
の全体構成を概略的に示し、図２はその要部を拡大して
示している。

【００２４】図１に示すように、画像形成装置は、プリ
ンタ(1)を中心に、スキャナ(2)、自動原稿搬送装置
(3)、シート後処理装置(4)、多段給紙ユニット(5)およ
び中継搬送ユニット(6)が接続されることにより、機能
が拡張されたものである。スキャナ(2)は、その上部に
配置された自動原稿搬送装置(3)とともにシステムラッ
ク(7)上に支持されることにより、プリンタ(1)およびシ
ート後処理装置(4)の上方に配置されている。

【００２５】プリンタ(1)は、スキャナ(2)にて読み込ま
れた画像の記録出力をし、また、パーソナルコンピュー
タなどの画像処理装置が接続されたときには、この外部
接続機器からの画像データを記録出力するものである。

【００２６】プリンタ(1)には、装置本体の略中央右側
において、ドラム状の感光体(8)を中心とする電子写真
プロセス部(9)が配置されている。図２に示すように、
感光体(8)の周囲には、その回転方向に、感光体(8)の表
面を均一に帯電させる帯電ローラ(10)、均一に帯電され
た感光体(8)上に光像を走査して静電潜像を書き込む光
走査装置(11)、光走査装置(11)により書き込まれた静電
潜像を現像剤により顕像化する現像ユニット(12)、感光
体(8)上に記録再現された画像を用紙上に転写する転写
ユニット(13)、感光体(8)上に残留した現像剤を除去し
て感光体(8)上に新たな画像を記録することを可能にす
るクリーニングユニット(14)、感光体(8)表面の電荷を
除去する除電ランプユニット（図示略）等が順次配置さ
れている。

【００２７】プリンタ(1)本体の下側には、プリンタ(1)
本体内に内装された用紙供給部(15)が配置されている。
用紙供給部(15)は、用紙を収容する用紙収容トレイ(16)
と、用紙収容トレイ(16)に収容された用紙を１枚ずつ分
離供給する分離供給手段(17)とで構成されている。この
用紙供給部(15)から１枚ずつ分離供給された用紙は、電
子写真プロセス部(9)の感光体(8)と転写ユニット(13)の
間に順次供給され、感光体(8)上に記録再現された画像
が転写される。なお、この用紙供給部(15)への用紙の補
給は、プリンタ(1)本体の正面側に用紙収容トレイ(16)
を引き出して行う。

【００２８】プリンタ(1)本体の下面には、周辺機器と
して準備されている多段給紙ユニット(5)等から送られ
てくる用紙を受け入れ、電子写真プロセス部(9)の感光
体(8)と転写ユニット(13)の間に向かって順次供給する
ための用紙受口(18)が設けられている。

【００２９】電子写真プロセス部(9)の上方には定着装
置(19)が配置されており、画像が転写された用紙を順次
受け入れて、用紙上に転写された現像剤を加熱定着して
定着装置(19)外へと用紙を送り出す。画像が記録された
用紙は、プリンタ(1)の排出ローラ(20)からプリンタ(1)
本体の上面の中継搬送ユニット(6)に受け渡される。

【００３０】光走査装置(11)の上下空間部には、電子写
真プロセスを制御するＰＣＵ（プロセスコントロールユ
ニット）基板および装置外部からの画像データを受け入
れるインターフェイス基板を収容するプリンタ制御部(2
1)、インターフェイス基板から受け入れられた画像デー
タに対して所定の画像処理を施し光走査装置(11)により
画像として走査記録させるためのＩＣＵ（イメージコン
トロールユニット）基板を備えた画像制御部(22)、なら
びにこれら各種基板等に対して電力を供給する電源ユニ
ット(23)等が配置されている。

【００３１】多段給紙ユニット(5)は、外付けの用紙供
給装置であって、用紙収容トレイ(24)に収容した用紙を
分離給送手段(25)により１枚ずつ分離して、ユニット
(5)上面に設けられてプリンタ(1)の用紙受口(18)に連通
している用紙排出口(26)に向かって供給するものであ
る。この例では、用紙収容トレイ(24)および分離給送手
段(25)を含む用紙供給部(27)が３段積層されており、稼
働時、所望する用紙を収容した用紙供給部(27)が選択的
に動作する。用紙供給部(27)への用紙の補給は、ユニッ
ト(5)本体の正面側に用紙収容トレイ(24)を引き出して
行う。

【００３２】また、多段給紙ユニット(5)は、上部にプ
リンタ(1)と後処理装置(4)を載置するように構成されて
おり、この状態で、移動ころ(28)を用いて移動でき、シ
ステムラック(7)の間に移動されて、固定部(29)により
固定される。

【００３３】なお、上記の説明では、多段給紙ユニット
(5)は３つの用紙供給部(27)が積層されたものである
が、１つの用紙供給部から構成される給紙ユニットもし
くは複数の任意の数の用紙供給部から構成される多段給
紙ユニット等、種々の給紙ユニットを採用することがで
きる。

【００３４】シート後処理装置(4)は、装置(4)の上部で
中継搬送ユニット(6)、プリンタ(1)から排出される画像
の記録された用紙を搬入ローラで導き入れて、用紙に対
して後処理を施すものである。後処理としては、ステー
プル処理、ソート処理等があるが、ここに例示されてい
る装置(4)は、３つの排紙トレイ(30a)(30b)(30c)を備え
た構成であって、必要に応じて、ゲート(31)(32)により
用紙を排出する排出トレイ(30a)〜(30c)を切り替えてシ
ートを排出して、たとえば、上段の排出トレイ(30a)を
コピーモード時の用紙の排出に使用し、中段の排出トレ
イ(30b)をプリントモード時の用紙の排出に使用し、下
段の排出トレイ(30c)をファクシミリ印字モード時の用
紙の排出に使用するといった具合に、用途別に区分けし
て排出できるようになっている。

【００３５】スキャナ(2)は、シート物の原稿を自動原
稿搬送装置(3)により自動的に供給して１枚ずつ順次露
光走査して原稿画像を読み取る自動読み取りモードと、
ブック物の原稿もしくは自動原稿搬送装置(3)により自
動供給が不可能なシート物の原稿をマニュアル操作によ
りセットして原稿画像を読み取る手動読み取りモードと
を備えている。そして、透明な原稿載置台(33)上にセッ
トされた原稿の画像を、相互に所定の速度関係で原稿載
置台(33)に沿って移動する第１走査ユニット(34)および
第２走査ユニット(35)で露光走査して、ミラーや結像レ
ンズ(36)等の光学部品で導いて光電変換素子(37)上に結
像させることで、原稿画像を電気的信号に変換した上で
出力するものである。

【００３６】自動原稿搬送装置(3)は、原稿セットトレ
イ(38)上に載置された原稿を原稿載置台(33)上に向かっ
て搬送し、走査後の原稿を原稿排出トレイ(39)上に排出
する原稿搬送手段(40)を備えている。また、自動供給が
不可能なシート物の原稿を原稿載置台(33)上に載置して
走査可能なように、装置(3)奥側を支点にして上方に回
動して、装置の手前側が開放するように構成されてい
る。

【００３７】中継搬送ユニット(6)は、プリンタ(1)頂部
に設けられた排紙トレイ(41)の上部に装着され、プリン
タ(1)から排出される画像が記録された用紙を、プリン
タ(1)の下流側に位置するシート後処理装置(4)に向かっ
て導入するための搬送ユニットである。また、この中継
搬送ユニット(6)の用紙搬送経路(42)の途中で、用紙を
ユニット(6)の上面(43)とシート後処理装置(4)の上面(4
4)とで形成された排出トレイ(45)に用紙を導く別の用紙
搬送経路(46)が、分岐している。これら２つの排出先
は、搬送路の分岐部に配置されたゲート(47)の切り替え
により、変更可能になっている。

【００３８】図３および図４は光走査装置(11)の第１例
を示し、図３は光走査装置(11)の全体構成を、図４はそ
の一部を拡大して示している。

【００３９】この光走査装置(11)は、半導体レーザ(50)
から回転方向に複数の反射面(51a)を有した回転多面鏡
(51)に向かって照射される光ビーム（入射ビーム）(52)
を回転多面鏡(51)の反射面(51a)で反射して形成した光
ビーム（出射ビーム）(53)により、被走査体であるドラ
ム状の感光体(8)を走査する装置であり、この例では、
斜め入射式オーバーフィル型光走査装置である。半導体
レーザ(50)から回転多面鏡(51)までの光路（以下「入射
ビーム光路」と称する）と、回転多面鏡(51)から感光体
(8)までの光路（以下「出射ビーム光路」と称する）に
は、種々の光学部品が配置されている。以下、入射ビー
ム光路に配置されている光学部品を入射光学系(54)と呼
び、出射ビーム光路に配置されている光学部品を出射光
学系(55)と呼ぶことにする。

【００４０】入射光学系(54)は、半導体レーザ(50)から
射出された入射ビーム(52)を回転多面鏡(51)に導くとと
もに、入射ビーム(52)の断面形状が回転多面鏡(51)の反
射面(51a)の幅よりも広い幅の矩形状となるように、入
射ビーム(52)を成形する。入射光路の半導体レーザ(50)
から回転多面鏡(51)に向かう順に、射出されたレーザビ
ームを平行ビームに変換するコリメータレンズ(56)、入
射されたレーザビームを拡大する凹レンズ(57)、略中央
部に矩形状の開口(58a)が設けられた板状部材により構
成された開口板(58)、シリンドリカルレンズ(59)、入射
折り返しミラー(60)およびｆθレンズ(61)が順に配設さ
れている。また、半導体レーザ(50)、コリメータレンズ
(56)、凹レンズ(57)および開口板(58)は、ビームユニッ
ト(62)になっており、図３中の矢印Ａ方向およびＢ方向
に移動できるようになっている。

【００４１】出射光学系(55)は、回転多面鏡(51)の反射
面(51a)により反射された出射ビーム(53)を回転多面鏡
(51)から感光体(8)に導くとともに、出射ビーム(53)が
感光体(8)上を照射した際のビームスポット(63)が所定
の大きさとなり、感光体(8)上を等速度で走査するよう
に作用する。出射光路の回転多面鏡(51)から感光体(8)
に向かう順に、２組のレンズ(64)(65)で構成されたｆθ
レンズ(61)、出射折り返しミラー(66)および回転多面鏡
(51)の面倒れ補正を行なうシリンドリカルミラー(67)が
配設されている。

【００４２】入射ビーム(52)は、入射折り返しミラー(6
0)により進行方向を変えられて、ｆθレンズ(61)の下部
端部を斜め下方から上方に向かって通過して、回転多面
鏡(51)の反射面(51a)の高さ方向中央域に照射される。
出射ビーム(53)は、ｆθレンズ(61)の上部を斜め下方か
ら上方に向かって通過して、出射折り返しミラー(66)と
シリンドリカルミラー(67)を介して、感光体(8)に導か
れる。このように、入射ビーム(52)と出射ビーム(53)
は、走査方向に垂直な断面方向に傾斜角を有する。出射
ビーム(53)は、回転多面鏡(51)の反射面(51a)の回転方
向の位置により、異なる光路を通って感光体(8)に至
る。

【００４３】出射ビーム(53)のうち、感光体(8)の画像
形成に使用される幅、すなわち、主走査ライン(68)を走
査するために出射ビーム(53)（以下この出射ビームを
「主走査ビーム(69)」と称する）が走査される際に通過
する空間領域を主走査ビーム域と呼ぶことにする。出射
ビーム(53)は、感光体(8)上の主走査ライン(68)を定期
的に走査するが、感光体(8)は回転しているため、一定
期間毎に感光体(8)上の異なる場所を走査することにな
る。出射ビーム(53)が感光体(8)を走査する毎に、主走
査ライン(68)の書き始め点(68a)が同一となるように、
書き始め点(68a)を各走査毎に同一にさせることが必要
である。この同期を取るための信号として、主走査ビー
ム域以外の出射ビーム(53)（以下この出射ビームを「同
期検出ビーム(70)」と称する）を検出している。この同
期検出ビーム(70)は、ｆθレンズ(61)を通過した後に、
同期ビーム折り返しミラー(71)により回転多面鏡(51)側
に折り返されて、同期検出センサ(72)に導かれる。

【００４４】図５は、入射ビーム(52)および出射ビーム
(53)の光軸（ビームの中心）を直線上に展開して表した
場合の図３に示した入射光学系と出射光学系の作用を示
す図である。図５(a)は、出射ビーム(53)の光軸が走査
の際に形成する面（以下「走査面」と称する）に垂直な
方向から見た平面図であり、図５(b)は、走査面に平行
な方向から見た側面図である。なお、出射ビーム(53)
は、回転多面鏡(51)の反射面(51a)の回転方向の位置に
より反射方向が異なるので、その光軸も反射面(51a)の
回転に伴って変わるが、本図中の出射ビーム(53)の光軸
は、ｆθレンズ(61)の中央を通って感光体(8)の主走査
ライン(68)のセンターに至る主走査ビーム(69)の光軸を
表現している。

【００４５】図５(a)および図５(b)に示すように、半導
体レーザ(50)から略円錐状に出射された入射ビーム(52)
は、コリメータレンズ(56)により平行ビームに変換され
る。平行ビームとなった入射ビーム(52)の光軸に垂直な
方向の断面は、略円形である。この後、入射ビーム(52)
は、凹レンズ(57)を通過し、凹レンズ(57)によって拡散
されて、光軸に垂直な方向の断面が略円形状の拡散ビー
ムになる。凹レンズ(57)を通過した入射ビーム(52)は、
開口板(58)に設けた開口(58a)を通過し、光軸に垂直な
方向の断面が矩形状の拡散ビームになる。この後、入射
ビーム(52)は、シリンドリカルレンズ(59)に入射する。
入射ビーム(52)は、シリンドリカルレンズ(59)により、
入射ビーム(53)のシリンドリカルレンズ(59)の母線に平
行な方向は、そのまま拡散を続け、入射ビーム(52)のシ
リンドリカルレンズ(59)の母線に垂直な方向は、収束す
るように変えられる。その後、入射ビーム(52)は、走査
面方向には、図５(a)のように、ｆθレンズ(61)の端部
を斜めに通過して、回転多面鏡(51)の反射面(51a)に、
ほぼ並行ビームとして入射する。また、入射ビーム(52)
は、走査面と垂直な方向には、図５(b)のように、ｆθ
レンズ(61)に斜め下方から斜め上方に向かって入射し
て、回転多面鏡(51)の反射面(51a)に、収束ビームのま
まで入射する。入射ビーム(52)が収束する収束線は、回
転多面鏡(51)の反射面(51a)の高さ方向中央の近傍とな
る。入射ビーム(52)は、回転多面鏡(51)の反射面(51a)
の回転方向の幅よりも大になるようにしたビームとなっ
ており、反射面(51a)の１つが、回転するにつれて、入
射ビーム(52)の異なる部分を反射して、異なる方向に向
かう出射ビーム(53)を形成する。

【００４６】回転多面鏡(51)の反射面(51a)により反射
されて形成された出射ビーム(53)は、走査面に平行な方
向ではほぼ平行なビームのままで、走査面に垂直な方向
では収束線を通過後に拡散ビームとなって、ｆθレンズ
(61)に向かう。出射ビーム(53)は、斜め下方から斜め上
方に向かってｆθレンズ(61)を通過し、走査面に平行な
方向では、感光体(8)表面で収束するように収束ビーム
とされ、走査面に垂直な方向では、拡散ビームのままで
ある。その後、出射ビーム(53)のうちの主走査ビーム(6
9)は、出射折り返しミラー(66)により折り返されて、シ
リンドリカルミラー(67)で反射されて、感光体(8)に向
かう。シリンドリカルミラー(67)により反射後の出射ビ
ーム(53)は、走査面に平行な方向では、収束ビームのま
まであり、走査面に垂直な方向では、感光体(8)上で収
束するような収束ビームに変えられる。以上のようにし
て、出射ビーム(53)は、感光体(8)上に所定の大きさの
ビームスポット(63)を結ぶことになる。図５には示して
いないが、出射ビーム(53)のうちの同期検出ビーム(70)
は、凹反射面を備えた同期ビーム折り返しミラー(71)に
より、同期検出センサ(72)の受光面に向かう収束ビーム
に変えられる。なお、ｆθレンズ(61)は、上述した役割
の他に、回転多面鏡(51)の等角速度運動により等角速度
で移動する出射ビーム(53)が、感光体(8)上に照射され
た際に、ビームスポット(63)が主走査ライン(68)上で等
線速度で移動するように変換する役割も担っている。

【００４７】ここで、回転多面鏡(51)の反射面(51a)に
入射する入射ビーム(52)の入射の仕方によって、感光体
(8)上の主走査ライン(68)の各点における光量の分布
（以下「被走査面光量分布」と称する）がどのようにな
るかを検討する。

【００４８】まず、被走査面光量分布に対して影響を与
える第１の要因である有効反射幅率について説明する。

【００４９】感光体(8)の主走査ライン(68)の中点に至
る出射ビーム(53)の光軸と入射ビーム(52)の光軸とが走
査面方向でなす角度（以下「入出射角」と称する）が０
度であるセンター入射式オーバーフィル型光走査装置の
場合、入射ビーム(52)の光軸が回転多面鏡(51)の回転軸
を通るようになっているために、走査面方向において、
回転多面鏡(51)の反射面(51a)は、感光体(8)の主走査ラ
イン(68)の中点に至る出射ビーム(53)の光軸に対して直
角となるので、入射ビーム(52)の光軸に直角な方向の反
射面の幅（以下「有効反射幅」と称する）が最大（最大
有効反射幅）となる。このとき、有効反射幅率（最大有
効反射幅に対する有効反射幅の割合）は１である。有効
反射幅率は、主走査ライン(68)の端部に向かうにしたが
って低下する。つまり、入出射角が０度の場合、有効反
射幅率に起因する光量分布は、主走査ライン(68)の中点
が最大となり、端部に向かうにしたがって低下する。

【００５０】これに対して、本実施形態のように入出射
角が０度以外である斜め入射式オーバーフィル型光走査
装置の場合には、入出射角が０度に近いほど、走査面方
向において回転多面鏡(51)の反射面(51a)と入射ビーム
(52)の光軸とがなす角度がより９０度に近くなる。ま
た、走査面方向において、入射ビーム(52)の光軸が反射
面(51a)に対して直角となるときに反射された出射ビー
ム(53)が最も有効反射幅率が大なので、入出射角が大き
くなるほど、有効反射幅率に起因する光量分布の最大点
は、入射ビーム(52)の入射する側に移動し、最大点より
端部側に向かうにしたがって低下する。

【００５１】このように、被走査面光量分布に対して影
響を与える第１の要因は、入射ビーム(52)の入射方向に
対する回転多面鏡(50)の反射面(51a)が見込まれる幅で
ある。

【００５２】次に、被走査面光量分布に対して影響を与
える第２の要因である入射ビーム(52)の光強度分布（ビ
ームプロファイル）について説明する。

【００５３】入射ビーム(52)には、半導体レーザ(50)か
ら出射され時点で、ビームの光軸に垂直な方向の断面で
の光強度分布が存在している。この分布は、ほぼガウス
分布をしており、ほぼ円形状のビーム断面の中心が最も
光強度が高く、周囲に向かうにしたがって光強度は低下
する。この光強度分布は、入射光学系(54)により入射ビ
ーム(52)が回転多面鏡(50)まで導かれたときにも存在し
ている。したがって、回転多面鏡(51)の反射面(51a)が
光強度分布のどの場所を反射して主走査ライン(68)を走
査するかによって、被走査面光量分布が異なる。

【００５４】以上のように、被走査面光量分布は、上述
の第１の要因と第２の要因が組み合わさって生じる。

【００５５】次いで、入射ビーム(52)がｆθレンズ(61)
を通過して回転多面鏡(51)に照射される場合に、入射ビ
ーム(52)に対するｆθレンズ(61)の入射面および出射面
における反射について検討する。

【００５６】ｆθレンズ(61)の各入射面および各出射面
により反射された入射ビーム(52)（以下「無用反射ビー
ム」と称する）は、出射折り返しミラー(66)およびシリ
ンドリカルミラー(67)を介して、感光体(8)上に照射さ
れる。

【００５７】センター入射式オーバーフィル型光走査装
置にあっては、各無用反射ビームは、主走査方向の位置
が重なるために、感光体(8)の主走査方向で重なった所
の静電潜像を乱してしまう。このように、ｆθレンズ(6
1)等で反射された主走査ビーム(69)以外のビームが感光
体(8)に照射されて感光体(8)上の静電潜像を乱すことを
ゴースト現象と呼ぶが、主走査ビーム(69)以外のビーム
は、上述のように、複数の無用反射ビームが感光体(8)
の主走査方向で重なると、それぞれが感光体(8)上の静
電潜像を乱すために、静電潜像の乱れはそれらの干渉と
なり、結果として、画像に影響を及ぼす可能性が大きく
なる。前に入射ビーム(52)に光強度分布が存在すると説
明したが、入射ビーム(52)の反射光である無用反射ビー
ムにも光強度分布が存在する。このために、光強度の大
な所が感光体(8)の主走査方向で重なるセンター入射式
オーバーフィル型光走査装置の場合は、ゴースト現象に
対して非常に不利になる。

【００５８】これに対して、本実施形態のような斜め入
射式オーバーフィル型光走査装置の場合は、入射ビーム
(52)がｆθレンズ(61)に対して斜めに入射するために、
無用反射ビームが感光体(8)を照射する所の主走査方向
での位置が重なりにくい。また、重なったとしても、無
用反射ビームの光強度の低いところが重なり、光強度の
高いところが重ならないので、ゴースト現象が発生しに
くい。

【００５９】次に、上述の被走査面光量分布を均一化す
る方法に関して説明する。

【００６０】図３に示すように、出射ビームユニット(6
2)は、図３中の矢印Ａ方向およびＢ方向に移動できるよ
うになっており、この例では、ビームユニット(62)の光
軸をＢ方向に寄せて配置してある。つまり、入射光学系
(54)により導かれた入射ビーム(52)の光強度分布の高い
部分を、回転多面鏡(51)の反射面(51a)の有効反射幅率
が低くなる方向へとずらしている。これにより、有効反
射幅率が高い回転多面鏡(51)の反射面(51a)位置におけ
る入射ビーム(52)の光強度を低減して、有効反射幅率が
低い回転多面鏡(51)の反射面(51a)位置における入射ビ
ーム(52)の光強度を増大するように調整ができる。した
がって、反射面(51a)の位置が有効反射幅率が大きいと
ころでは、入射ビーム(52)の光強度の低いところを反射
し、反射面(51a)の位置が有効反射幅率が小さいところ
では、ずらし前に比べ入射ビーム(52)の光強度の高いと
ころを反射することができるので、被走査面光量分布が
より均一化することになる。

【００６１】上記の光走査装置(11)において、入射折り
返しミラー(60)は、ｆθレンズ(61)とシリンドリカルミ
ラー(67)との間において、出射ビーム域の書き始め点(6
8a)側の端部近傍に配置されている。同期検出ビーム(7
0)は、入射折り返しミラー(60)の近傍を通過するように
なされている。そして、この第１例では、同期検出ビー
ム(70)は、ｆθレンズ(61)に対して回転多面鏡(51)とは
反対側の空間において、入射折り返しミラー(60)で折り
返された入射ビーム(52)と出射ビーム域の書き始め点(6
8a)側の端との間の間隙部を通過するようになされ、同
期ビーム折り返しミラー(71)は、この間隙部の入射折り
返しミラー(60)の近傍に配置されている。

【００６２】同期検出ビーム(70)が出射ビーム域の端部
近傍に配置された入射折り返しミラー(60)の近傍を通過
するようになされているので、装置(11)の小型化が可能
であり、とくに、入射ビーム(52)と出射ビーム域との間
の間隙部を利用して同期検出ビーム(70)の光路を配置す
ることにより、より一層の小型化が可能である。

【００６３】図６は光走査装置(11)の第２例を示し、図
７は光走査装置(11)の第３例を示している。図６および
図７は第１例の図４に相当するものであり、図４のもの
と対応する部分には同一の符号を付している。

【００６４】第２例および第３例の光走査装置(11)にお
いて、同期ビーム折り返しミラー(71)および同期検出ビ
ーム(70)の配置以外は、第１例と同じである。

【００６５】第２例の場合、図６に示すように、同期ビ
ーム折り返しミラー(71)は、入射折り返しミラー(60)よ
り少しシリンドリカルミラー(67)側において、折り返し
ミラー(60)の少し上方に配置されている。

【００６６】この場合、入射折り返しミラー(60)の背面
の空き空間を利用して同期ビーム折り返しミラー(71)を
配置することにより、装置(11)のより一層の小型化が可
能である。

【００６７】第３例の場合、図７に示すように、同期ビ
ーム折り返しミラー(71)は、入射折り返しミラー(60)の
近傍であって、走査面方向において入射折り返しミラー
(60)の外側外方に配置され、同期検出ビーム(70)が走査
面方向において入射折り返しミラー(60)の外側外方を通
過するようになされている。

【００６８】この場合、同期検出ビーム(70)と、出射ビ
ーム域の書き始め点(68a)との間隔が比較的大きく、同
期検出センサ(72)による同期検出時と主走査ライン(68)
の書き始め時点との間により長い時間を確保することが
できる。上記３例とも、同期ビーム検出を入射ビーム近
傍に配置しているので、より強い同期検出ビーム(70)を
同期検出に使用することができる。

【００６９】同期検出ビーム(70)として、たとえば、回
転多面鏡(51)の有効反射幅の一部を使用する。そうする
と、光束幅が狭くなり、光学系を小型にできる。

【００７０】ところで、本実施形態では、走査用レンズ
にｆθレンズを使用したものについて説明したが、本発
明がｆθ特性を持たない走査用レンズを使用した光走査
装置にも適用できることは明白である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明が適用されたディジタル複写機
の１例を示す概略構成図である。

【図２】図２は、図１のディジタル複写機における光走
査装置の部分を拡大して示す概略構成図である。

【図３】図３は、光走査装置の第１例の主要部の構成を
示す斜視図である。

【図４】図４は、図３の一部を拡大して示す斜視図であ
る。

【図５】図５は、図３に示す光走査装置におけるレーザ
ビームの光軸を直線で示した場合の光走査装置の作用を
示す図である。

【図６】図６は、光走査装置の第２例を示す図４相当の
図面である。

【図７】図７は、光走査装置の第３例を示す図４相当の
図面である。

【符号の説明】

(8) 感光体 (11) 光走査装置 (51) 回転多面鏡 (52) 入射ビーム (60) 入射折り返しミラー (61) ｆθレンズ (70) 同期検出ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西口哲也大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者向井俊郎大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者大久保憲造大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 BA13 BA87 BB30 DA06 DA08 2H045 AA01 CA63 CA89 DA02 2H087 TA01 TA05 5C072 AA03 BA01 BA04 BA15 DA04 HA02 HA09 HA10 HA13 HB08 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走査用レンズを通って回転多面鏡に向かう
入射ビームの一部を回転多面鏡により反射して走査用レ
ンズを介して被走査体上を走査する出射ビーム域の端部
に、走査用レンズを通って回転多面鏡に向かう入射ビー
ムの折り返しミラーが配置されている光走査装置におい
て、上記折り返しミラーの周囲近傍を、同期検出ビームが通
過するようになされていることを特徴とする光走査装
置。
【請求項２】走査用レンズに対して回転多面鏡とは反対
側の空間において、入射ビームと被走査体上を走査する
出射ビーム域との間の間隙部を、同期検出ビームが通過
するようになされていることを特徴とする請求項１の光
走査装置。
【請求項３】入射ビームと出射ビームとが走査方向に垂
直な断面内で傾斜角を有し、上記折り返しミラーの出射
ビーム側端部の外方を、同期検出ビームが通過するよう
になされていることを特徴とする請求項１の光走査装
置。
【請求項４】出射ビームの走査方向において上記折り返
しミラーの外側外方を、同期検出ビームが通過するよう
になされていることを特徴とする請求項１の光走査装
置。
【請求項５】同期検出ビームが、回転多面鏡の有効反射
幅の一部を使用して生成されることを特徴とする請求項
１の光走査装置。