JP3274779B2

JP3274779B2 - 光走査装置

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Publication number: JP3274779B2
Application number: JP28337394A
Authority: JP
Inventors: 健一高梨
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JPH08146321A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光走査装置は、光源からの光束を光偏向
手段により偏向させ、偏向された光束を結像光学系によ
り被走査面上に光スポットとして集光させて光走査を行
い、画像の書き込みを行う装置であり、プリンターやデ
ジタル式の複写機等に関連して広く知られている。

【０００３】上記「光偏向手段」として広く用いられて
いる「回転多面鏡」は、高速回転に伴い所謂「風切り
音」を発生するので、騒音防止のため、一般に回転多面
鏡をハウジングにより密閉することが行われている。

【０００４】ハウジングには「窓」が形成され、回転多
面鏡への光の入射および偏向光束の射出は、上記窓を塞
ぐ「透明な平行平板」を通じて行われる。この場合、平
行平板に光源側から入射する光束や偏向光束の一部が、
平行平板により反射して「ゴースト光」となり、被走査
面に入射して光走査による記録画像の品質を低下させる
という問題がある。

【０００５】ゴースト光には静的なものと動的なものと
がある。「静的なゴースト光」は、光源側から平行平板
に入射する光束の一部が平行平板に反射されたものであ
り、時間的に方向が変化しない。「動的なゴースト光」
は、偏向反射面により反射された偏向光束が上記窓から
射出する際に、その一部が平行平板に反射されて偏向反
射面に戻り、偏向反射面により再度反射されて窓から射
出したものであり、偏向反射面の回転にともなって方向
が変化する。

【０００６】上記の「静的なゴースト光」の影響を有効
に除去する方法として、特開昭６３−３１６８２１号公
報開示のものが知られている。また「動的なゴースト
光」の影響を有効に除去する方法として特開昭５２−７
６９３９号公報開示のものが知られている。

【０００７】ところで、光走査装置における上記結像光
学系を構成するレンズのうち、被走査面に最も近いレン
ズは「長尺レンズ」となることが多い。このような長尺
レンズを用いる場合に、上記特開昭６３−３１６８２１
号や特開昭５２−７６９３９号公報に開示された方法の
みではゴースト光の影響を除去しきれない場合があるこ
とが発明者により見出された。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述の如き
事情に鑑みてなされたものであって、偏向光束を被走査
面上に光スポットとして集光する結像光学系が長尺レン
ズを含む場合に、ゴースト光の影響を有効に除去して良
好な光走査を行い得る新規な光走査装置の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下の説明において、
「主走査対応方向」とは、偏向光束が被走査面に直交的
に入射している状態において、光源から被走査面に到る
光路を直線的に展開した仮想的な光路（仮想光路）を想
定し、この仮想光路上に於いて、主走査方向と平行に対
応する方向を言い、「副走査対応方向」とは、上記仮想
光路上において、仮想光路と主走査対応方向とに直交す
る方向を言う。

【００１０】この発明の「光走査装置」は「光源からの
光束を、第１の結像光学系により主走査対応方向に長い
線像として結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向
反射面を持つ回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、
偏向光束を第２の結像光学系により被走査面上に光スポ
ットとして集光せしめて被走査面を等速的に光走査する
光走査装置」であり、以下の点を特徴とする。

【００１１】即ち、回転多面鏡は「ハウジング」により
密閉される。ハウジングには単一の「窓」が形成され、
透明な「平行平板」により塞がれる。

【００１２】上記単一の「窓」は、第１の結像素子側か
らの光束を回転多面鏡の偏向反射面に向けて受け入れる
と供に、偏向反射面による偏向光束を第２の結像素子側
へ向けて射出させる。従って、窓を塞ぐ平行平板は第１
および第２の結像光学系と回転多面鏡の偏向反射面との
間に（第１、第２の結像光学系に）「共通」に設けられ
る。

【００１３】「平行平板」は回転多面鏡の回転軸に対し
て「小さい角」傾けて配備される。「小さい角」は、２
〜４度程度が好適である。このように平行平板を、回転
多面鏡の回転軸に対して小さい角傾けることにより、前
述の「動的なゴースト光」の影響を除去できる。

【００１４】「第２の結像光学系」は、副走査対応方向
の共役結像横倍率：β_sが０＞β_s＞−１を満足する。さ
らに、第２の結像光学系には「保持枠体に保持された長
尺レンズ」が含まれる。

【００１５】第１の結像光学系側から偏向反射面に入射
する光束の光軸と第２の結像光学系の光軸との成す角を
「α」、第２の結像光学系に入射する偏向光束の有効最
大画角を「θ_max」、平行平板と第２の結像光学系の光
軸が偏向面内において成す角を「γ」とするとき、これ
らα，θ_max，γが、条件：θ_max＜α≦π／２，（π＋
θ_max−α）／２＜γ≦π／２を満足するように平行平
板の配設態位が定められる。

【００１６】上記「有効最大画角」は、光走査が有効に
行われれる有効走査領域の端部に対応する画角である。

【００１７】「偏向面」とは、回転多面鏡により理想的
に偏向された偏向光束の掃引により形成される面であ
り、回転多面鏡の理想上の回転軸に直交する平面であ
る。

【００１８】「保持枠体」は、長尺レンズを長手方向に
わたって保持するものであり、その一部が正反射防止手
段を有する。

【００１９】長尺レンズと保持枠体とは、これらを互い
に別体としてもよいが、「長尺レンズと保持枠体とを樹
脂により一体的に形成」してもよい（請求項２）。

【００２０】長尺レンズと保持枠体が一体であれ別体で
あれ、正反射防止手段は「保持枠体に一体化された光吸
収部材」であることもできるし（請求項３）、あるいは
「保持枠体に一体化された拡散面部材」であることもで
きる（請求項４）。

【００２１】上記光吸収部材は「反射防止膜」でもよい
し「黒色塗装」でもよく、拡散面部材も、例えば拡散性
の表面を持つテープを保持枠体に貼着してもよいし、保
持枠体の表面を荒らし処理することにより、保持枠体表
面に直接「拡散面構造」を形成することにより保持枠体
表面部自体を拡散面部材としてもよい。

【００２２】さらに、正反射防止手段は、例えば、保持
枠体の内周部全面に設けても良いが、「保持枠体の長手
方向の所定の端部」にのみ設けても良い（請求項５）。

【００２３】正反射防止手段は、上記のように、反射防
止膜や拡散性の表面を持つテープ等として、保持枠体と
別体とすることもでき、あるいは上記保持枠体に直接形
成された拡散面のように、保持枠体の一部が正反射防止
手段として形成されてもよいが、「保持枠体の形状によ
り正反射防止手段を構成する」こともできる。

【００２４】即ち「保持枠体の、長尺レンズを副走査対
応方向に挾む部分における長手方向の少なくとも一方の
端部の幅を小さくすることにより、正反射防止手段とな
す」ことができ（請求項６）、あるいは長尺レンズと保
持枠体とが一体構造の場合には、「保持枠体の、長手方
向の少なくとも一方の端部にリブ部を形成しないことに
より、正反射防止手段となす」ことができる（請求項
７）。

【００２５】

【作用】長尺レンズを有する場合に生じるゴースト光
は、回転多面鏡を密閉するハウジングの窓に設けられる
平行平板による反射光束が、長尺レンズを保持する保持
枠体の内周面で反射することにより生じることが発明者
により見出された。

【００２６】この発明では、「保持枠内周面部」や保持
枠体の形態自体が正反射防止手段を有することにより、
上記ゴースト光が被走査面に入射することが無い。

【００２７】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げる。図１は、こ
の発明の１実施例を説明するための図である。

【００２８】図１（ａ）において、光源装置１からは平
行光束が射出し、「第１の結像光学系」であるシリンド
リカルレンズ２により、副走査対応方向（図面に直交す
る方向）へのみ集光される。

【００２９】集光される光束は、回転多面鏡５を密閉す
る図示されない「ハウジング」の窓に設けられた透明な
平行平板３を透過して、偏向反射面４の近傍に「主走査
対応方向に長い線像」として結像する。

【００３０】偏向反射面４による反射光束は、平行平板
３を透過して第２の結像光学系へ向かって入射する。第
２の結像光学系は「ｆθ機能」を果たすレンズ系部分６
（レンズ６’，６’’で構成される）と長尺レンズ８と
により構成される。

【００３１】符号９は保持枠体を示す。長尺レンズ８は
保持枠体９と同一材質（プラスチック等の樹脂）であ
り、保持枠体９と長尺レンズ８とは「互いに一体的」に
形成されている（請求項２）。

【００３２】第２の結像光学系に入射した光束は、レン
ズ系部分６により「主走査対応方向に関し」て被走査面
７上に集光する。即ち、長尺レンズ８は主走査対応方向
に関しては実質的な結像作用がない。

【００３３】副走査対応方向に関しては、レンズ系部分
６と長尺レンズ８との作用により、入射光束が被走査面
７上に集光する。従って被走査面７上には「光スポッ
ト」が得られる。

【００３４】第２の結像光学系の「副走査対応方向の結
像関係」においては、偏向反射面４の位置（線像の位
置）と被走査面７位置とが「共役な関係」になるので、
偏向反射面４に「面倒れ」があって偏向光束の方向が副
走査対応方向へ変動しても、光スポット位置は副走査方
向へ変動することが無い。即ち、この光走査装置は「面
倒れ補正機能」を持つ。

【００３５】第２の結像光学系は、副走査対応方向の共
役結像横倍率：β_sが０＞β_s＞−１の範囲にあり、副走
査対応方向において縮小倍率であり、このため長尺レン
ズ８が被走査面７に近くなり、長尺レンズ８の長さが長
くなる。

【００３６】回転多面鏡５が等速回転すると、偏向反射
面４による反射光束は等角速度的に偏向し、光スポット
は被走査面７上を主走査方向へ移動して被走査面を光走
査する。

【００３７】第２の結像光学系のレンズ系部分６は上記
のように「ｆθ機能」を果たすので、光スポットの主走
査方向への移動は等速化される。即ち、光スポットの主
走査方向の移動速度は、第２の結像光学系の「ｆθ特
性」に応じて等速化される。

【００３８】図２は、平行平板３と偏向反射面４との位
置関係を「偏向面内」において示している。図におい
て、角：αは、第１の結像光学系側から偏向反射面４に
入射してくる光束Ａの光軸（主光線）と第２の結像光学
系の光軸Ｄとのなす角である。

【００３９】第１の結像光学系側から入射する光束Ａ
は、平行平板３の表面で反射されて反射光Ｂなり、平行
平板３の裏面（偏向反射面側の面）で反射されて反射光
Ｃとなる。

【００４０】偏向面内において、第２の結像光学系の光
軸Ｄと平行平板３とが成す角を、図のように「γ」、平
行平板２の表面の外向き法線の偏向面への射影を３Ｎと
すると、光束Ａの平行平板へ入射角は「α＋γ−（π／
２）」となる。

【００４１】上記射影３Ｎと光軸Ｄとの成す角は「（π
／２）−γ」であるから、反射光Ｂ，Ｃと光軸Ｄの成す
角を図の如く「ω」とし、入射角と反射角とが等しいこ
とを用いると、図から明らかに「α＋γ−（π／２）＝
ω＋（π／２）−γ」が成立ち、この関係を「ω」に就
いて解くと「ω＝α＋２γ−π」が得られる。

【００４２】第２の結像光学系に入射する偏向光束のう
ちで、光走査の有効走査領域の最端部に結像する光束の
画角、即ち有効最大画角を「θ_max」とすると、ω＞θ
_maxであれば、反射光Ｂ，Ｃは、第２の結像光学系に入
射しても「静的なゴースト光」として有効走査領域内に
入射することが無い。

【００４３】「ω＝α＋２γ−π」をγに就き解くと
「γ＝（π＋ω−α）／２」となるが、静的なゴースト
光の影響を受けない条件は上記の「ω＞θ_max」である
から、γに対しては「γ≧（π＋θ_max−α）／２」が
成り立てば良く、また、一般に、α＞θ_maxでα≦π／
２に設定されるので、上記α，θ_max，γが、条件：θ
_max＜α≦π／２，（π＋θ_max−α）／２＜γ≦π／２
を満足するように平行平板３の配設態位（角：γ）を定
める。

【００４４】また、「動的なゴースト光」の影響を除去
するために、平行平板３は回転多面鏡５の回転軸（図１
（ａ）において図面に直交する方向）に対して「小さな
角」即ち２〜４度程度傾いている。このようにすること
により、前述の特開昭５２−７６９３９号公報開示の発
明のように、「動的なゴースト光」が被走査領域に入射
するのを防止できる。

【００４５】図１（ａ）に戻ると、平行平板３により反
射された光束Ｂは、図のように、レンズ系部分６を透過
したのち長尺レンズ８の最端部のすぐ外側を通る。これ
は、上述のように、角「γ」が条件「（π＋θ_max−
α）／２＜γ≦π／２」を満足するように平行平板３の
配設態位を定めたためである。

【００４６】このように、反射光束Ｂは長尺レンズ８に
直接に入射することはないが、長尺レンズ８が保持枠体
９により保持されているので、保持枠体の端部（符号
９’で示す）に入射する。

【００４７】図３（ａ）は、長尺レンズ８の長手方向の
端部における、図１（ａ）において符号９’で示す部分
の近傍の状態を説明図的に示している。

【００４８】図３（ａ）は、長尺レンズ８（破線で示
す）と保持枠体９とを副走査対応方向から見た状態を示
し、（ｂ）は主走査対応方向から見た状態を示してい
る。

【００４９】保持枠体９は長尺レンズ８と一体であり、
平行平板３による反射光束Ｂは、図３（ａ）に示すよう
に、長尺レンズ８の長手方向端部における保持枠体９の
「リブ部」の内壁の位置９’に入射すると反射されて長
尺レンズ８を透過する。

【００５０】平行平板３は回転多面鏡の回転軸に対して
「小さな角」だけ傾いているため、反射光束Ｂは副走査
対応方向の上方もしくは下方（図の例では上方）へ角度
（４〜８度）を持っており、このため、長尺レンズ８を
透過した光束Ｂは、（ｂ）に示すように、保持枠体９の
「長尺レンズ８を副走査対応方向に挾む部分のうち図で
上方に位置する部分」の位置９’’に入射して反射され
る。

【００５１】このように、保持枠体９に反射された光束
は被走査面の走査領域側に向かうため「ゴースト光」と
して影響する。これは「静的なゴースト光」の一種であ
る。このゴースト光は、保持枠体９により２回反射され
ているため光強度としてはさほど強くないが、主走査方
向における定位置を照射するため記録画像に「副走査方
向に平行なすじ」などの汚れとなって現れる。

【００５２】このような保持枠体９の反射により生じる
ゴースト光の影響を除去するため、この実施例において
は、図１（ｂ）に示すように、保持枠体９の一部（この
例では、反射光束Ｂが位置９’で反射され、長尺レンズ
８を透過したのち入射する部分、図３に符号９’’で示
す部分）に「正反射防止手段」として、黒色の光吸収部
材１０を設けた。

【００５３】光吸収部材１０により反射光束Ｂを吸収す
ることにより、ゴースト光の影響を除去できる。正反射
防止手段は、図１（ｂ）における位置９’を含む保持枠
体内周面部分に設けても良い。

【００５４】図４は別実施例を示している。（ａ）は保
持枠体９を長尺レンズ８の長手方向から見た図であり、
（ｂ）は（ａ）の状態を図の右側から見た状態である。

【００５５】この実施例では、図１の実施例において光
吸収部材１０を設けたのと同じ位置に、「正反射防止部
材」として拡散面構造１１を形成し、ゴースト光となる
光束を拡散させることにより被走査面への集光を防止し
た。勿論、拡散面構造は、保持枠体９の長手方向端部の
リブ部の内周面側（図１（ｂ）の位置９’を含む部分に
形成してもよい。

【００５６】図５に示す実施例では、保持枠体１２の長
手方向の端部（平行平板による反射光束Ｂが入射する側
の端部）において、「長尺レンズ８を副走査対応方向
（図の上下方向）に挾む部分における長手方向の端部１
２’」の幅を小さくすることにより正反射防止手段とし
ている。

【００５７】即ち、光束Ｂは位置９’で反射され長尺レ
ンズ８を透過するが、長尺レンズ８から射出する部分で
は、保持枠体１２の幅が小さくなっているので、光束Ｂ
は保持枠体によりさらに反射されること無くそのまま直
進することに成り、光走査領域に向かって進むことが無
い。

【００５８】図５の実施例では、保持枠体１２の長手方
向の端部１２’のみで保持枠体の幅を小さくしたが、図
６に示す実施例のように「保持枠体１２０の、長尺レン
ズ８を副走査対応方向に挾む部分のうち、走査光束が射
出する側の部分１２０’の形状をレンズ形状に合わせて
弓成りに形成」し、長手方向の端部の幅を小さくするこ
とにより、この部分での光束反射を避けるようにしても
よい。

【００５９】図７に示す実施例では、保持枠体９０にお
ける長尺レンズ８の長手方向の少なくとも一方の端部
（光束Ｂが入射する側）に「リブ部を形成しない」こと
により、正反射防止手段としている（請求項７）。

【００６０】保持枠体９０の長手方向にリブ部が形成さ
れていないため、図７（ｂ）に示すように、平行平板に
よる反射光束Ｂは、リブ部に反射されることなく直進す
るので、光走査領域に静的ゴースト光として影響するこ
とがない。

【００６１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明に依れ
ば新規な光走査装置を提供することができる（請求項１
〜７）。

【００６２】この発明による光走査装置は、上記の如き
構成となっているから従来から知られた静的・動的ゴー
スト光の影響を受けることがなく、長尺レンズの枠体に
よるゴースト光の影響をも有効に除去して良好な光走査
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例を説明するための図であ
る。

【図２】静的なゴースト光の影響の除去を説明するため
の図である。

【図３】保持枠体によるゴースト光を説明するための図
である。

【図４】別実施例を説明する図である。

【図５】他の実施例を説明するための図である。

【図６】他の実施例を説明するための図である。

【図７】他の実施例を説明するための図である。

【符号の説明】

１光源２第１の結像光学系３透明な平行平板４偏向反射面５回転多面鏡６，８第２の結像光学系７被走査面８長尺レンズ９保持枠体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を、第１の結像光学系によ
り主走査対応方向に長い線像として結像させ、上記線像
の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面鏡により
等角速度的に偏向させ、偏向光束を第２の結像光学系に
より被走査面上に光スポットとして集光せしめて被走査
面を等速的に光走査する光走査装置において、上記回転多面鏡を密閉するハウジングの窓を塞ぐととも
に、上記第１および第２の結像光学系と上記回転多面鏡
の偏向反射面との間に共通に設けられる透明な平行平板
とを有し、上記平行平板が上記回転多面鏡の回転軸に対して小さい
角傾けて配備され、上記第２の結像光学系は、副走査対応方向の共役結像横
倍率：β_sが０＞β_s＞−１を満足し、保持枠体に保持さ
れた長尺レンズを含み、上記第１の結像光学系側から偏向反射面に入射する光束
の光軸と上記第２の結像光学系の光軸との成す角をα、
第２の結像光学系に入射する偏向光束の有効最大画角を
θ_max、上記平行平板と第２の結像光学系の光軸が偏向
面内において成す角をγとするとき、上記α，θ_max，
γが、条件：θ_max＜α≦π／２，（π＋θ_max−α）／
２＜γ≦π／２を満足するように上記平行平板の配設態
位を定めるとともに、上記保持枠体の一部が正反射防止手段を有することを特
徴とする光走査装置。
【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、長尺レンズと保持枠体とが樹脂により一体的に形成され
ていることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の光走査装置におい
て、正反射防止手段が、保持枠体に一体化された光吸収部材
であることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】請求項１または２記載の光走査装置におい
て、正反射防止手段が、保持枠体に一体化された拡散面部材
であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】請求項３または４記載の光走査装置におい
て、正反射防止手段を、保持枠体の長手方向の所定の端部に
有することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】請求項１または２記載の光走査装置におい
て、保持枠体の、長尺レンズを副走査対応方向に挾む部分に
おける長手方向の少なくとも一方の端部の幅を小さくす
ることにより、正反射防止手段としたことを特徴とする
光走査装置。
【請求項７】請求項２記載の光走査装置において、保持枠体の、長手方向の少なくとも一方の端部にリブ部
を形成しないことにより、正反射防止手段としたことを
特徴とする光走査装置。