JP2002328325A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 光学絞りを回転多面鏡に近傍させる構成を、
コストアップすることなく高精度に実現する。 【解決手段】 光学絞り３を光学箱１２と一体的に形成
する。さらに、この光学絞り３の回転多面鏡４側を曲面
化するとか、光軸に対して左右方向を、また上下方向に
角度θ傾ける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタや複
写機等の画像形成装置に用いられる書き込み用走査光学
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数のレーザビームを感光体に同時に書
き込む複数ビーム走査光学装置は、レーザビームプリン
タや複写機等の出力スピードを高速化するために用いら
れている。特許第２５２４５６７号に記載されている複
数ビーム光学装置は、光学絞りから回転多面鏡の反射面
までの距離を近づけることによって、回転多面鏡を大型
化することなく、複数ビーム走査光学装置を実現できる
という有用なものであった。

【０００３】また、上記構成によればピント変動による
画質の劣化を抑えることが可能となる。それを図８を用
いて簡単に説明する。

【０００４】図８は従来例を示す光学配置図である。１
０１ａ、１０１ｂは発光点、１０２は発光点１０１ａ、
１０１ｂから出射したレーザ光束を平行光束するコリメ
ータレンズ、１０３はレーザ光束を主走査方向に長い線
状に集光するシリンドリカルレンズ、１０４は光学絞
り、１０５は回転多面鏡、１０６はｆθレンズ、１０７
は感光体である。

【０００５】発光点１０１ａから発せられたレーザ光束
は回転多面鏡１０５によって偏向され、ｆθレンズ１０
６を通り、Ｌ１のような経路をたどって感光体１０７上
のＬ３の位置に結像する。そのとき、発光点１０１ｂか
ら発したレーザ光束は、Ｌ３よりも走査方向（矢印Ｂの
方向）のやや後方に結像している。

【０００６】その後、回転多面鏡１０５が矢印Ａの方向
に回転することによって発光点１０１ｂから発したレー
ザ光束がＬ３の位置に達したとき、その光路はＬ２のよ
うになる。

【０００７】ここで、例えば本走査光学装置と感光体１
０７との位置精度が狂ったことにより、感光体１０７が
１０７ｂの位置まで移動したとする。

【０００８】この場合、各発光点から発したレーザ光束
Ｌ１とＬ２は角度αの角度差をもって感光体１０７上の
Ｌ３に達しているため、Ｌ１とＬ２によって感光体１０
７ｂ上に結像されるスポットの位置は間隔ｄだけずれる
ことになる。

【０００９】ここで、Ｌ１とＬ２は光学絞り１０４の位
置で交差しているので、光学絞り１０４を 回転多面鏡
１０５に近づけることによって、角度αが小さくなり、
よって間隔ｄも小さくすることができる。ゆえに光学絞
り１０４を回転多面鏡１０５に近づけることで、ピント
変動による結像位置のずれから生じる画像の劣化を抑え
ることができる。

【００１０】以上述べたように、光学絞りから回転多面
鏡の反射面までの距離が短い構成であるほど、効果は増
大する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように、光学絞りを新たに走査光学装置に設けよ
うとすると、光学絞りを構成する別部品が必要となり、
部品点数増加に伴うコストアップが生じるという欠点が
あった。

【００１２】さらに、別部品を精度良く取り付けない
と、光学絞りと回転多面鏡の位置関係のずれ量が大きく
なり、回転多面鏡に入射するレーザ光束の位置がずれる
ので、回転多面鏡のレーザ反射面を大きくしなければな
らなくなる。

【００１３】加えて、回転多面鏡近傍に配置しようとし
た場合、光学絞りを構成する部品の取付けスペースが必
要となってくるため、容易に回転多面鏡近傍に配置する
ことは困難である。

【００１４】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、本出願に係る発明
は、光学絞りを光学箱に一体に形成することで、光学絞
りを回転多面鏡の近傍に、レーザの光軸および回転多面
鏡のレーザ反射面に対して精度良く配置することが可能
な、かつ安価な走査光学装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、光学絞りを構成する部
分が光学箱に一体に形成されていることを特徴とする。

【００１６】上記構成を用いれば、回転多面鏡と光学絞
りの距離を近づけることができる。また、光学絞りを高
精度に配置することができる。また、部品点数の増加が
ないので、コストアップがほとんど生じない。

【００１７】また、上記目的を達成するため、本出願に
係る第２の発明は、光学絞りを構成する部分の、回転多
面鏡側の面が回転多面鏡の円周方向に円弧状であること
を特徴とする。

【００１８】上記構成を用いれば、回転多面鏡の端部お
よび光学絞りを構成する部分の風切りに起因する不快な
騒音と風切り抵抗による電力消費を低減することができ
る。

【００１９】また、上記目的を達成するため、本出願に
係る第３の発明は、光学絞りを構成する部分の、光源側
の面が光軸に対して垂直でないことを特徴とする。

【００２０】上記構成を用いれば、照射されたレーザビ
ームが戻り光として光源に戻ってくることを防ぐことが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１は本発明の
実施例による走査光学装置示す図である。レーザ光源ユ
ニット１から出射したレーザ光束は、シリンドリカルレ
ンズ２によって副走査方向のみ集光し、光学絞り３によ
って所定のビーム径に制限され、回転多面鏡４のレーザ
ビーム反射面５に主走査方向（紙面に平行な方向）に長
い線状に集光される。回転多面鏡４は、偏向装置６によ
って回転駆動され、入射したレーザ光束を偏向する。回
転多面鏡４によって偏向されたレーザ光束は、ｆθレン
ズ７、折り返しミラー８を通ることによって感光体９上
に集光、走査され、静電潜像を形成する。

【００２２】また、ｆθレンズ７を通ったレーザ光束の
一部は、反射ミラー１０に入射し、同期検知センサ１１
に導光されて、主走査方向の書き出し位置の同期検知を
行う。

【００２３】本実施例に用いられる半導体レーザには、
一つのチップ上に複数の発光点が一列に並んだ、いわゆ
るマルチビームレーザを用いている。このマルチビーム
レーザは発光点相互の熱的干渉を避けるために、各発光
点は１００μｍ程度離間している。このように発光点間
隔の離れたマルチビームレーザを用いて複数のビームを
所定の間隔で感光体上に書き込むには、図３のようにレ
ーザチップを主走査方向に対して傾けて配置し、副走査
方向の発光点間隔を所定の間隔に調整する。なお同図に
おいて１４はレーザチップ、１４ａ、１４ｂはレーザ光
束が出射する発光点である。図からも明らかなように発
光点は副走査方向に離間すると共に主走査方向にも離間
して配置される。このように主走査方向に離間した複数
のレーザ光束は図４のような関係となる。

【００２４】図４において１５は発光点１４ａ、１４ｂ
から出射したレーザ光束を平行光または所定の収束光束
に変換するコリメータレンズ、５０はレーザビーム反射
面である。

【００２５】発光点１４ａから出射したレーザ光束は、
１６ａのような経路をたどり、感光体９上の１７ａの位
置に結像される。このとき、発光点１４ｂから出射した
レーザ光束は、１６ｂのようになり、１７ａに対して走
査方向（矢印Ｂの方向）のやや後方の位置１７ｂに結像
される。その後、回転多面鏡４が矢印Ａの方向に微少角
度回転し、レーザ反射面５０が５１に至ったときに回転
多面鏡４によって偏向されたレーザ光束は１６ｃのよう
になり、結像点１７ｂが１７ａの位置に移動する。

【００２６】図４から分かるように、レーザ光束１６ａ
と１６ｂはレーザ反射面５０に至ったときには間隔ｈだ
け離隔している。

【００２７】ゆえに、２ビームレーザを用いる場合、レ
ーザ反射面５０における各レーザの反射位置は、間隔ｈ
だけずれるので、シングルビームレーザを用いる場合と
比較して、レーザ反射面を広くしなければならない。す
なわち回転多面鏡の外接円直径が大きくなるので偏向装
置が大型化してしまう。

【００２８】ここで、レーザ光束１６ａと１６ｂは、光
学絞り３の位置で交差しているため、光学絞り３が回転
多面鏡４に近づくほど、間隔ｈは狭くなる。そこで回転
多面鏡近傍に光学絞り３を配置している。図２に示すよ
うに、光学絞り３は光学箱１２に一体に形成された突起
部１３に形成されている。

【００２９】また、レーザ反射面５０に入射するレーザ
光束１６ａ、１６ｂの主走査方向の位置は、光学絞り３
の左右（矢印Ｃ方向）の位置で決まる。ゆえに、光学絞
り３の左右の位置精度が悪いと、レーザ反射面５０はそ
の分広く必要となるので、回転多面鏡４は大型化してし
まう。

【００３０】しかし、本実施例のように光学箱１２と光
学絞り３を一体化すれば、光学絞り３と回転多面鏡４の
位置精度誤差に関するものは、偏向装置の取付け部と光
学絞りの位置の精度誤差のみとなるので、光学絞りを設
けた別部品を取り付ける場合と比較して、光学絞りと回
転多面鏡を高精度に配置することができる。よって回転
多面鏡の大型化を防ぐことができる。

【００３１】また、図４において、例えば本走査光学装
置と感光体の位置精度が狂ったなどしてピントずれが生
じ、感光体１３が１１３の位置にずれたとする。する
と、発光点１４ａ、１４ｂから出射したレーザ光束１６
ａ、１６ｃは感光体１１３上で間隔ｈ２だけ離間して結
像されることになる。ここで、光学絞り３が回転多面鏡
４に近づき、間隔ｈが小さくなると、１６ａと１６ｂの
なす角αが小さくなるため、間隔ｈ２も必然的に小さく
抑えることができる。

【００３２】本実施例の構成を用いれば、ピント変動に
よって生ずる各発光点から発したレーザ光束ごとの結像
位置のずれを抑えることができ、これによる画質の劣化
も抑えることができる。

【００３３】本実施例によれば、光学絞りが光学箱に一
体に形成されているので、光学絞りを構成する別部材を
光学箱に取り付けた場合と比較して、高精度な配置が可
能なので、回転多面鏡の大型化を防ぐことができるとと
もに、ピントずれによって生じる各発光点間の結像位置
のずれを少なく抑えることができるので、高画質な画像
出力を提供することができる。加えて別部材の取付け費
用や材料費用のかからない安価な走査光学装置を提供で
きる。

【００３４】なお本発明は上述の実施例に限定されず、
発光点が３つ以上のレーザビームを用いた走査光学装置
であっても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。また光学絞りを形成する部位は、光学箱と一体に形
成されていればどのような形状であってもよい。

【００３５】（第２の実施例）図５は第２の実施の形態
による走査光学装置を示す。第１の実施の形態と同様
に、光学絞り２０３は光学箱２１２に一体に形成された
突起部２１３に形成されており、加えて突起部２１３の
回転多面鏡側の面２７０は、回転多面鏡２０４の回転軸
を中心に、回転多面鏡の円周方向に円弧状の曲面であ
る。

【００３６】本実施例の構成を用いれば、第１の実施の
形態による効果と同様の効果を得ることができる。

【００３７】また、光学絞りを構成する突起部の回転多
面鏡側の面が曲面になっているので、第１の実施の形態
と比較して、回転多面鏡２０４の端部および突起部の風
切りに起因する不快な騒音と風切り抵抗による電力消費
を低減することができるといった効果がある。

【００３８】（第３の実施例）図６は第３の実施の形態
による走査光学装置を示す。第１の実施の形態と同様
に、光学絞り３０３は光学箱３１２に一体に形成された
突起部３１３に形成されており、加えて突起部３１３の
光源側の面３７１は、光軸に対して水平方向に角度θだ
け傾いている。

【００３９】本実施例の構成を用いれば、第１の実施の
形態による効果と同様の効果を得ることができる。

【００４０】また、光学絞りを構成する突起部の光源側
の面が、光軸に対して角度θだけ傾いているので、照射
されたレーザビームが突起部に反射して、戻り光として
光源に戻ってくることを防ぐことができる。したがって
良好な画像を提供できる。

【００４１】（第４の実施例）図７は第４の実施の形態
による走査光学装置を示す。第１の実施の形態と同様
に、光学絞り４０３は光学箱４１２に一体に形成された
突起部４１３に形成されており、加えて突起部４１３の
光源側の面４７１は、光軸に対して上下方向に角度θ′
だけ傾いている。

【００４２】本実施例の構成を用いれば、第１および第
３の実施の形態による効果と同様の効果を得ることがで
きる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コストアップすることなく、光学絞りを近づけることが
可能で、かつ、光学絞りと回転多面鏡を高精度に配置す
ることが可能なので、レーザビーム反射面におけるビー
ムの照射位置の誤差が小さくなる。よって回転多面鏡の
大型化を防ぐことができる。加えて、ピント変動の影響
を容易に抑えることができるので、高精度な画像を提供
できる。

【００４４】また、光学絞りを形成する光学箱と一体の
突起部の形状を工夫することで、騒音の小さな、またビ
ームが光源へ戻ることのない走査光学装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の走査光学装置を説明する
斜視図である。

【図２】 本発明の実施例１の光学絞りを説明する走査
光学装置の部分拡大図である。

【図３】 本発明の実施例１のマルチビームレーザを説
明する図である。

【図４】 本発明の実施例１の走査光学系を説明する図
である。

【図５】 本発明の実施例２の走査光学装置を説明する
斜視図である。

【図６】 本発明の実施例３の光学絞りを説明する走査
光学装置の部分拡大図である。

【図７】 本発明の実施例４の走査光学装置を説明する
斜視図である。

【図８】 従来例の走査光学装置を説明する図である。

【符号の説明】

３ 光学絞り ４ 回転多面鏡 ６ 偏向装置 ９ 感光体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA07 BA04 BA48 BA84 BA85 BB03 2H043 AE01 AE18 AE23 2H045 AA01 CB24 CB63 DA02 5C072 AA03 BA04 BA20 HA02 HA06 HA08 HA13 XA01 XA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光点を持つ複数ビームレーザ光
   源と、前記複数ビームレーザ光源から出射したレーザ光
   束を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動
   する偏向装置と、前記回転多面鏡によって偏向されたレ
   ーザ光束を像担持体上に結像する結像レンズと、前記複
   数ビームレーザ光源から出射したレーザ光束を前記回転
   多面鏡の反射面に線状に結像するシリンドリカルレンズ
   と、各種光学部品を収納する光学箱と、前記シリンドリ
   カルレンズと前記回転多面鏡の間に光学絞りを配置する
   走査光学装置において、 前記光学絞りが前記光学箱と一体に形成されていること
   を特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 光学絞りを構成する突起部の回転多面鏡
   側の面が、回転多面鏡の円周方向に円弧状であることを
   特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 光学絞りを構成する突起部の光源側の面
   が、光軸に対して垂直でないことを特徴とする請求項１
   記載の走査光学装置。