JP3334447B2 - 光走査装置の光軸調整方法、光軸調整装置、及び光走査装置 - Google Patents

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
デジタル複写機などの画像記録装置に使用される光走査
装置に係り、特に回転多面鏡の反射面の回転方向のサイ
ズ（幅）よりもこの回転多面鏡に入射する光束の主走査
方向と対応する方向のサイズ（幅）の方が大きいオーバ
ーフィルド（OverFilled）タイプの光走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な光走査装置は、回転多面
鏡に入射する光ビームの主走査方向の幅よりも回転多面
鏡の各反射面の面幅の方が大きくなっており、面幅は走
査角がどのポジションであっても入射する光ビームの光
束をすべて反射できる大きさに設定されている（所謂Un
derFilled 光学系）。

【０００３】ところで、このような光走査装置を使用し
たレーザプリンタやデジタル複写機などの画像記録装置
には、最近、高速化及び高解像度化が要求されてきてい
る。これらの高速化及び高解像度化の要求に応答するた
めに、まず、回転多面鏡の回転数を増加させることによ
り、光ビームが感光体上の１ラインを走査するのに要す
る時間を短縮化することが考えられる。

【０００４】しかし、上記回転多面鏡を回転駆動させる
駆動モータの回転速度は、ボールベアリングを使用した
場合、現在１５，０００ｒｐｍが限度であり、大幅なコ
ストアップを招くため、その使用が好ましくない空気軸
受けを使用したとしても４０，０００ｒｐｍが限度であ
る。従って、回転多面鏡の回転数を増加させることによ
って高速化及び高解像度化を図るには限度がある。

【０００５】また、回転多面鏡の反射面の数を多くする
ことも考えられるが、面幅を偏向することなく反射面の
数を増やしたとすると、回転多面鏡が大型化して通常の
駆動モータでは駆動が困難になるという問題が発生す
る。

【０００６】そこで、主走査方向と対応する方向の幅が
回転多面鏡の面幅よりも広い光ビームを回転多面鏡に照
射するいわゆるオーバーフィルドタイプ（OverFilled T
ype）の光走査装置が特開昭５０−９３７１９号に開示
されている。

【０００７】この特開昭５０−９３７１９号の光走査装
置の構成ブロックを図８に示す。図８に示されたよう
に、この光走査装置は、平行ビームを射出する光源２
と、画像信号に応じてこの平行ビームを変調する変調器
４と、変調された平行ビームを反射する反射鏡６と、射
出面が曲面とされかつ入射した平行ビームを主走査方向
と対応する方向に発散するレンズパワーを備えた平凸シ
リンドリカルレンズ８と、該平凸シリンドリカルレンズ
８から射出された発散ビームの主走査方向と対応する方
向の幅を調整して同方向に長い線像として結像させる結
像レンズ１０と、光ビームを反射偏向させる回転多面鏡
１２と、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ１４とを
含んで構成されている。図８によれば、結像レンズ１０
によって収束された光束は回転多面鏡１２の２つの反射
面にわたって結像されている。

【０００８】ここで、光源の光ビームが回転多面鏡に照
射される様子を、従来のアンダーフィルド光学系と、オ
ーバーフィルド光学系の各々について図６（Ａ）及び図
６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）、（Ｂ）に示されたよう
に、光源からの光ビームは光束中心が、各々の回転多面
鏡２９、２９’の基準位置Ｐ、Ｐ’（走査された光ビー
ムの両端部が成す走査角の中心を偏向された光ビームが
通る場合の反射位置）を通過するように光学系が配置さ
れ、光学性能を良好に保たせている。また、図６（Ａ）
のアンダーフィルドタイプの光学系は、回転多面鏡２９
の反射面の面幅よりも入射される光ビームの幅の方が小
さくなっているので、回転多面鏡２９に入射された光ビ
ームは、単一の反射面により、全光束が記録ビームとし
て反射される。一方、図６（Ｂ）のオーバーフィルドタ
イプの光学系では、回転多面鏡２９の反射面の面幅より
も入射される光ビームの幅の方が大きいので、光ビーム
の全光束のうち１部（特定の反射面に入射した光束）の
みが記録ビームとして反射されと共に、入射された光ビ
ームの全光束のうち記録ビームとして反射される（切り
取られる）光束の位置は回転多面鏡２９’の回転の伴っ
て主走査方向と対応する方向に沿って移動する。

【０００９】従って、オーバーフィルドタイプの光学系
では、偏向面により切り取られる光ビームの部分が走査
角によって異なるため、光ビームのビーム強度分布が走
査線の光量分布に大きな影響を及ぼす。一般には、光走
査装置に使用される光源（例えばレーザダイオード）か
ら射出される光ビームのエネルギー分布（以下「ビーム
プロファイル」という）はピークに対して左右対称なガ
ウス分布に近いことが知られており、ビームプロファイ
ルがガウス分布又はガウス分布に近い分布であると仮定
し、主走査方向に沿った各位置における記録ビームの光
量変動が許容範囲内に治まるように設計されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光走査装置において使用される光源素子には、製造
誤差等によりビームプロファイルが完全なガウス分布に
なっておらず、ビームプロファイルがビーム強度のピー
クに対して左右対称になっていないものも多い。また、
光源素子の取付け基準面に対する出射光軸精度も製造上
限界がある。さらに光源素子を搭載している光源装置の
部品精度を含めると、光源装置からの出射光の軸ずれは
大きいものとなっているのが実情である。このような現
状下では、オーバーフィルドタイプの光走査装置は、光
源素子のビームプロファイルの偏りや出射光の軸ずれの
影響を大きく受けるので、主走査方向に沿った各位置に
おける記録ビームの光量の均一化を図ることが困難とな
り、画質に悪影響を及ぼす、という問題が生じる。

【００１１】本発明は上記事実を考慮し、光源素子のビ
ームプロファイルの偏りを少なくしたり光源素子を搭載
している光源装置の部品、組み立て精度を上げることな
く、被走査面上の光量分布をほぼ一様にすることを可能
とした光走査装置の光軸調整方法、光軸調整装置、及び
光走査装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、光ビームを出射する光源と、前
記光源からの光ビームを走査方向と対応する方向に偏向
させる偏向手段とを有し、前記偏向手段の走査方向の偏
向面幅を越える幅の光ビームが前記偏向手段に入射され
るオーバーフィルドタイプの光走査装置の光軸を調整す
る光走査装置の光軸調整方法において、被走査面に相当
する複数位置または前記偏向手段以降の複数位置の各々
で光ビームのパワーを検出し、検出した各パワーがバラ
ンスするように光軸を調整することを特徴とする。

【００１３】請求項１の発明では、オーバーフィルドタ
イプの光走査装置において光源から光ビームが射出され
ると、偏向手段の走査方向の偏向面幅を越える幅の光ビ
ームが前記偏向手段に入射される。ここで、光源からの
光ビームの光軸が、例えば偏向手段の基準位置（偏向さ
れた光ビームが被走査面の中心部に照射される位置）に
入射する方向に対してある角度でずれている場合、又は
光ビームがビーム強度のピークに対して主走査方向と対
応する方向に左右対称でない場合、偏向面により切り取
られる光ビームの部分は走査方向によって異なるため、
被走査面上における光量分布は均一でなくなる。そこ
で、被走査面に相当する複数位置または偏向手段以降の
複数位置で光ビームのパワーを各々検出し、検出したパ
ワーがバランスするように光軸を調整する。これによっ
て、光源のビームプロファイルの偏りを少なくしたり光
源を搭載している装置の部品、組み立て精度を上げるこ
となく被走査面上の光量の一様性を良好にすることがで
きる。

【００１４】請求項２の発明は、光ビームを出射する光
源と、前記光源からの光ビームを走査方向と対応する方
向に偏向させる偏向手段とを有し、前記偏向手段の走査
方向の偏向面幅を越える幅の光ビームが前記偏向手段に
入射されるオーバーフィルドタイプの光走査装置の光軸
を調整する光走査装置の光軸調整装置において、被走査
面に相当する複数位置または前記偏向手段以降の複数位
置の各々で光ビームのパワーを検出する検出手段と、前
記検出手段で検出された複数位置のパワーがバランスす
るように光軸を調整する調整手段と、を含んで構成した
ものである。

【００１５】請求項２の発明では、光源から光ビームが
射出されると、偏向手段の走査方向の偏向面幅を越える
幅の光ビームが前記偏向手段に入射される。ここで、光
源からの光ビームの光軸が、例えば偏向手段の基準位置
（走査された光ビームの両端部が成す走査角の中心を偏
向された光ビームが通る場合の反射位置）に入射する方
向に対してある角度でずれている場合、又は光ビームが
ビーム強度のピークに対して主走査方向に左右対称でな
い場合、偏向面により切り取られる光ビームの部分は走
査方向によって異なるため、被走査面上における光量分
布は均一でなくなる。そこで、オペレータは被走査面に
相当する複数位置または偏向手段以降の複数位置で検出
手段によって光ビームのパワーを各々検出し、検出した
パワーがバランスするように調整装置によって光軸を調
整する。これによって、光源のビームプロファイルの偏
りを少なくしたり光源を搭載している装置の部品、組み
立て精度を上げることなく被走査面上の光量の一様性を
良好にすることができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２の前記調整手
段が、前記偏向手段に入射される光ビームを主走査方向
と対応する方向に平行移動または回転移動可能なように
構成されていることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明では、調整手段による光源
調整時において、偏向手段に入射される光ビームが主走
査方向と対応する方向に平行移動される。入射される光
ビームの方向を平行移動させれば、被走査面に相当する
複数位置または偏向手段以降の複数位置の各々における
光ビームのパワーがバランスするように設定できる。例
えば光源を主走査方向と対応する方向に平行移動させれ
ば良い。また、光源からの光ビームを偏向手段に入射さ
せる際に平面ミラーを用いている場合、この平面ミラー
を回転させることによって複数位置で検出されたパワー
をバランスするようにしても良い。

【００１８】請求項４の発明は、光ビームを出射する光
源と、前記光源からの光ビームを走査方向と対応する方
向に偏向させる偏向手段とを有し、前記偏向手段の走査
方向の偏向面幅を越える幅の光ビームが前記偏向手段に
入射されるオーバーフィルドタイプの光走査装置におい
て、被走査面に相当する複数位置または前記偏向手段以
降の複数位置における光ビームのパワーがバランスする
ように光軸が調整されたことを特徴とする。

【００１９】請求項４の発明では、被走査面に相当する
複数位置または偏向手段以降の複数位置における光ビー
ムのパワーがバランスするように光軸が調整されている
ので、光源のビームプロファイルの偏りを少なくしたり
光源を搭載している装置の部品、組み立て精度を上げる
ことなく被走査面上の光量の一様性を良好にすることが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を説明する。

【００２１】図１に示すように、本実施の形態に係る光
走査装置は、所定形状の筐体８７によって覆われ、該筐
体８７内部の一方の端部には、光ビームの偏向手段とし
てのポリゴンミラー２８が配設されている。このポリゴ
ンミラー２８は、正多角柱とされ、その側面部を形成す
る偏向面２８Ａは平面のミラー面とされ、略鉛直方向に
沿って延びる回転軸Ｏを中心として図示しないモータ等
の駆動手段によって所定の角速度で矢印Ｐ方向に回転さ
れ、光源からの光ビームが等角速度で偏向されるように
構成されている。

【００２２】なお、以下では、このポリゴンミラー２８
によって反射偏向された光ビームによって形成される面
を主走査面、該主走査面と後述する感光体ドラム１５と
が交わって形成される方向を主走査方向、該主走査面に
直交する方向を副走査方向とする。

【００２３】さらに、筐体８７の後方には、ポリゴンミ
ラー２８によって反射偏向された光ビームが照射される
画像記録用の感光体が塗布された感光体ドラム１５が配
設されている。この感光体ドラム１５は、光ビームに感
光する感光材料がその表面に塗布された細長い略円柱状
の形状を有しており、矢印７９によって示された主走査
方向が該感光体ドラム１５の長手方向に略一致するよう
に配置されている。この感光体ドラム１５は、回転軸を
中心として図示しない駆動手段によって予め定められた
一定の回転速度で矢印Ｑ方向に回転するように構成され
ている。

【００２４】また、筐体８７の一方の側部には、光源部
を構成するレーザダイオードアセンブリ７０が配置され
ている。ダイオードアセンブリ７０は、主走査方向に対
応する方向における拡がり角が副走査方向に対応する方
向における拡がり角よりも大きい拡散光である発散光束
を射出する半導体レーザ２５と、該半導体レーザ２５か
ら射出された光束を整形するためのコリメータレンズ１
４と、ビーム成形用の開口絞り７２とから構成されてい
る。なお、半導体レーザ２５は、コリメータレンズ７１
の焦点位置よりも内側に配置されると共に、図示しない
変調手段により画像信号に応じてオン・オフ制御される
ようになっている。

【００２５】また、開口絞り７２の射出側で隣接する位
置には、開口絞り７２を通過した光ビームをｆθレンズ
系７５を介して副走査方向に対応する方向においてのみ
ポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａまたはその近傍で収
束させることにより、主走査方向と対応する方向に細長
い線像として結像させるためのシリンドリカルレンズ７
３が配置されている。

【００２６】また、シリンドリカルレンズ７３の光ビー
ム射出側には、該シリンドリカルレンズ７３から所定距
離隔てた筐体８７の底部付近に、光ビームをポリゴンミ
ラー２８に正面（主走査方向に沿った走査範囲の中央）
から入射させるための平面ミラー７４が配置されてい
る。

【００２７】また、この平面ミラー７４とポリゴンミラ
ー２８との間には、ポリゴンミラー２８によって反射偏
向された光ビームを感光体ドラム１５に光スポットとし
て集光させて結像させると共に、該光スポットを感光体
ドラム１５の表面で等速で移動させるためのｆθレンズ
系７５が配置されている。このｆθレンズ系７５は、平
面ミラー７４によってポリゴンミラー２８に正面から入
射された光ビーム及びポリゴンミラー２８によって反射
偏向された光ビームが共に入射するように配置されてい
る。すなわち、ポリゴンミラー２８による反射偏向の前
後２回、光ビームがこのｆθレンズ系７５を通過するよ
うになっており、本光学系は全体として、いわゆる正面
入射／ダブルパス光学系を形成している。

【００２８】上記ｆθレンズ系７５は、レンズ７５−１
及びレンズ７５−２という２群２枚のレンズから構成さ
れている。このうち、レンズ７５−１は、ポリゴンミラ
ー２８に近い側の面が主走査方向にのみパワーを有する
凹状の面であって、かつ他方の面が平面となるように成
形されている。また、一方のレンズ７５−２は、ポリゴ
ンミラー２８に遠い側の面が主走査方向にのみパワーを
有する凸状の面であって、かつ他方の面が平面となるよ
うに成形されている。

【００２９】また、ポリゴンミラー２８の反射方向であ
ってｆθレンズ系７５の光ビーム出射側には、主走査方
向に細長い矩形上の平面ミラー７６が副走査方向に光ビ
ームを反射させるように斜めに傾けられて配置されてい
る。

【００３０】この平面ミラー７６の上方の一方の端部に
は、ポリゴンミラー２８によって反射偏向された光ビー
ムが走査される主走査面において当該ラインの走査開始
位置（Start Of Scan ；以下「ＳＯＳ」と略す）に収束
する光ビーム（ＳＯＳビーム）を後述するＳＯＳセンサ
ー８１に入射するように反射する平面ミラー８２が配置
されている（図２参照）。

【００３１】また、平面ミラー７６の上方の他方の端部
には、ポリゴンミラー２８によって反射偏向された光ビ
ームが履く主走査面において当該ラインの走査終了位置
（End Of Scan ；以下「ＥＯＳ」と略す）に収束する光
ビーム（ＥＯＳビーム）を後述するＥＯＳセンサー８４
に入射するように反射する平面ミラー８３が配置されて
いる（図２参照）。

【００３２】そして、平面ミラー８２によって反射され
たＳＯＳビームの光路上であって、筐体８７の一方の側
部には、ＳＯＳビームの光量を検出するＳＯＳセンサー
８１が配設されている。このＳＯＳセンサー８１は、図
示しない制御装置に接続されており、ＳＯＳビームが検
出されると、所定時間経過後に当該ラインにおける画像
信号の変調が開始されるようになっている。すなわち、
ＳＯＳセンサー８１の検出信号は、各々のラインにおけ
る走査開始のタイミングを決定する。

【００３３】また、平面ミラー８３によって反射された
ＥＯＳビームの光路上であって、筐体８７の他方の側部
には、ＥＯＳビームの光量を検出するＥＯＳセンサー８
４が配設されている。このＥＯＳセンサー８４も、図示
しない制御装置に接続されており、ＥＯＳビームが検出
されると、ＳＯＳセンサー８１のＳＯＳビーム検出時と
の時間間隔が検知、演算処理され、画像信号の変調が制
御されるようになっている。

【００３４】平面ミラー７６の上方であって該平面ミラ
ー７６によって反射された光ビームの光路上には、副走
査方向にのみパワーを有する細長いシリンドリカルミラ
ー７７がその長手方向が主走査方向に略一致し、その反
射光が感光体ドラム１５に至るように配置されている。
このシリンドリカルミラー７７は、ポリゴンミラー２８
の面倒れに起因する副走査方向の位置ずれを補正する役
割を有している。

【００３５】次に、本光走査装置の光学系を上方から見
た場合の詳細な構成ブロックを図２に示す。

【００３６】図２に示されたように、本光走査装置を覆
う筐体８７の側面部は、その１部が突出した突出部とさ
れ、この突出部は筐体８７の突出していない他の側面に
対して斜めに交わる平面８７Ａと、この平面８７Ａと直
角に交わる他の平面とから構成されている。

【００３７】筐体８７の平面８７Ａには、コリメータレ
ンズ７１を保持する保持部材２６が該コリメータレンズ
７１の光軸が筐体８７の平面８７Ａに垂直に交わるよう
に固定されている。また、半導体レーザ２５を内蔵する
光源装置２４が、半導体レーザ２５の発光点がコリメー
タレンズ７１の略光軸上に存在するように、この保持部
材２６に取り付けられている。そして、筐体８７の平面
８７Ａは、半導体レーザ２５から出射された光ビームが
平面ミラー７６に入射するように他の側面部に対する傾
き角度が設定されている。

【００３８】この光源装置２４は、保持部材２６に対し
コリメータレンズ７１の軸線と直交する方向であって主
走査方向と対応する方向（図のＳ方向）に所定幅以内で
平行移動可能なように構成されている。光源装置２４を
保持部材２６に対して平行移動可能とする構成は、例え
ば、保持部材２６に溝を設けると共に、光源装置２４側
に前記溝に入り込む突起を設けて光源装置がスライドす
るように構成することにより実現できる。なお、この移
動方法として、後述するように、例えばタンジェントス
クリュー等のような微動装置やアクチュエータ等の駆動
手段を用いても良い。

【００３９】また、光源装置２４が取り付けられている
筐体８７の突出部には、コリメータレンズ７１から射出
された光ビームが通過するための空孔（図示なし）が設
けられており、この空孔の光ビーム射出側には、開口絞
り７２、さらにその光ビーム射出側にはシリンドリカル
レンズ７３が、その光軸がコリメータレンズ７１の光軸
と平行となるように配設されている。

【００４０】なお、図２に示されたように、本光学系は
光源から射出された光ビームの光束中心が光学的性能を
満たすべきポリゴンミラー２８の基準位置Ｐに入射され
るように配置されている。

【００４１】ここで、図３に本光走査装置の光軸調整装
置の構成ブロックを示す。図３に示されたように、本光
軸調整装置は、前述したＳＯＳセンサー８１及びＥＯＳ
センサー８４を含んで構成されている。ＳＯＳセンサー
８１及びＥＯＳセンサー８４には、所定時間内でこれら
のセンサーから出力されるアナログ検出信号のピーク値
をサンプリングによって各々ホールドするピークホール
ド回路９０、９２とが接続されている。また、これらの
ピークホールド回路９０、９２には、ホールドされた各
々のピーク値に基づいて、光源装置２４のＳ方向の移動
距離及び移動方向を概算するデータ処理装置９４が接続
されている。なお、このデータ処理装置９４は、ホール
ドされた各々のピーク値の差分を計算し、該差分が所定
のしきい値以下の場合、ピーク値がバランスしていると
判定する。

【００４２】さらに、このデータ処理装置９４には、ホ
ールドされたＳＯＳセンサー８１及びＥＯＳセンサー８
４のピーク値をオペレータの視覚可能な形式で表示する
ディスプレイ９６が接続されている。このディスプレイ
９６は、例えばブラウン管や液晶等によって実現でき
る。

【００４３】また、光源装置２４をモータ等の動力によ
ってＳ方向に移動させるように構成されたアクチュエー
タ９７が光源装置２４の隣接する位置に配設されてい
る。このアクチュエータ９７は、データ処理装置９４に
よって演算されたアクチュエータ９７のＳ方向の移動距
離に基づいて、演算された移動距離だけ移動させるよう
にアクチュエータ９７を制御するアクチュエータ制御部
９８が接続されている。

【００４４】次に、本実施の形態における作用について
説明する。半導体レーザ２５は、主走査方向に対応する
方向における拡がり角が副走査方向に対応する方向にお
ける拡がり角よりも大きい拡散光である光ビームを照射
する。この半導体レーザ２５はコリメータレンズ７１の
焦点位置よりも内側に配置されているため、光ビームは
コリメータレンズ７１によって、副走査方向に対応する
方向には略平行になり、主走査方向に対応する方向に緩
く発散する発散光とされる。発散光とされた光ビーム
は、開口絞り７２によって副走査方向に対応する方向の
ビーム幅が制限される。

【００４５】次に、開口絞り７２を通過した光ビームは
シリンドリカルレンズ７３によって、副走査方向に対応
する方向においてのみ収束する収束光とされる。シリン
ドリカルレンズ１６を通過した光ビームは平面ミラー７
４により反射されてｆθレンズ系７５のレンズ７５−
２、次いでレンズ７５−１に入射する。ｆθレンズ系７
５を通過した光ビームは、ｆθレンズ系７５が主走査方
向にのみパワーを有するため、副走査方向には屈折され
ずに直進し、ポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａに入射
する。偏向面に入射した光ビームは、副走査方向に対応
する方向において該偏向面２８Ａの表面近傍に収束す
る。この時、各偏向面２８Ａの面幅は、収束光とされた
光ビームよりも小さいため、該光ビームは、複数の偏向
面２８Ａにまたがる主走査方向に長い線像として結像す
る。なお、収束光の光束中心はポリゴンミラー２８の基
準位置Ｐに入射する。

【００４６】この結像された光ビームは、複数の偏向面
２８Ａで反射され、レンズ７５−１に入射し、さらに該
レンズ７５−１を透過した光ビームはレンズ７５−２に
入射する。

【００４７】ｆθレンズ系７５を透過した光ビームは、
主走査方向において感光体ドラム１５の表面近傍に収束
するように偏向される。偏向された光ビームは平面ミラ
ー７６によって反射された後、シリンドリカルミラー７
７に至って反射される。

【００４８】シリンドリカルミラー７７によって反射さ
れた光ビームは、感光体ドラム１５の表面に照射され
る。この時、光ビームは、副走査方向においてはシリン
ドリカルレンズ７３による作用、主走査方向においては
ｆθレンズ系７５の作用、の各々によって感光体ドラム
１５の表面近傍に収束し、感光体ドラム１５の表面上に
所定の照射ビーム径Ｋの略円形の光スポットとして照射
されると共に主走査方向に等速度で走査される。

【００４９】ここで、シリンドリカルミラー７７は副走
査方向にのみパワーを有しているので、ポリゴンミラー
２８の面倒れによって生じた感光体ドラム１５上での光
スポットの副走査方向の位置ずれを小さくできる。

【００５０】また、ポリゴンミラー２８は矢印Ｐ方向に
略等角速度で回転していることから、偏向面２８Ａで反
射される光ビームの進行方向は変動し、これに伴い感光
体ドラム１５の表面上に照射される光スポットの位置も
変動する。この時、該光スポットは、ｆθレンズ系の作
用によって感光体ドラム１５の表面を矢印７９の方向
（主走査方向）に略等速度でライン単位に走査される。

【００５１】そして、既に述べたように感光体ドラム１
５は、軸Ｗを中心として矢印Ｑ方向に予め定められた一
定の回転速度で回転しているため、この感光体ドラム１
５の一定の回転速度での回転及び光スポットの矢印７９
方向への略等速度での移動によって、感光体ドラム１５
の表面が走査されることになる。なお、各々のライン単
位の画像信号の変調は、ＳＯＳセンサー８１がＳＯＳビ
ームを検出した時から所定時間経過後に開始される。

【００５２】ところで、図７（Ａ）に示されたように半
導体レーザ２５の光軸がコリメータレンズ７１の光軸に
対して正確に一致し、かつビームプロファイルがガウス
分布のようにビーム強度のピークに対し左右対称であれ
ば、主走査方向に長い線像として偏向面２８Ａに結像さ
れる線像の分布も左右対称となり、光束中心がピークと
一致する。かかる場合には、図６（Ｂ）に示されたよう
に、光束中心付近の光ビームが切り取られて走査角の中
心を走査されるので、ＣＯＳビーム（Center Of Scan）
が最も強いビームとなる。また、結像した線像は左右対
称なので、反射偏向された光ビームもＣＯＳビームの方
向に対し左右対称の強度分布となる。すなわち、ＳＯＳ
ビームとＥＯＳビームの強度はほぼ等しくなる。

【００５３】このとき、ＣＯＳビームに対してＳＯＳビ
ームとＥＯＳビームの強度は小さくなるが、ガウス分布
の場合にはピークから外れたビーム強度はピーク付近で
なだらかに減少するため、光束中心に比較的近い光ビー
ムのみが反射偏向されるように設計することにより、反
射偏向された光ビームの強度差を小さく設定できる。

【００５４】これに対し、図７（Ｂ）に示されたように
半導体レーザ２５の光軸がコリメータレンズ７１の光軸
に対してある角度ずれた場合、コリメータレンズ７１の
光軸上からビーム強度のピークがはずれ、主走査方向に
長い線像として偏向面２８Ａに結像される線像の光量分
布も光束中心に対して左右非対称となる。特に、半導体
レーザ２５のビームプロファイルがビーム強度のピーク
に対して左右非対称の場合には、結像される線像の光量
分布はさらに対称からはずれ、感光体ドラム１５上での
光量分布が均一に保たれなくなる。

【００５５】このような半導体レーザ２５における光軸
のずれやビームプロファイルの左右対称からのずれは、
取付け誤差や製造誤差等により容易に発生する。本実施
の形態では、上記のような光軸のずれ等に起因する光量
分布の不均一を調整するために、図４のフローチャート
によって示された以下のような光軸調整を行うようにな
っている。

【００５６】図４によれば、まず、本光走査装置を起動
させてポリゴンミラー２８による光ビームの走査を開始
させる（ステップ２００）。

【００５７】次に、光ビームが主走査面の全領域を走査
するに要する時間以上の所定時間内でＳＯＳセンサー８
１により検出されたＳＯＳビームのピーク値をピークホ
ールド回路９０によってホールドする（ステップ２０
２）。また、同じく所定時間内でＥＯＳセンサー８４に
より検出されたＥＯＳビームのピーク値をピークホール
ド回路９２によってホールドする（ステップ２０２）。

【００５８】次に、データ処理装置９４によって、ＳＯ
ＳビームとＥＯＳビームのホールドされたピーク値を比
較し、この両端部のピーク値のバランスがとれているか
否かを判定する（ステップ２０４）。

【００５９】両端部のピーク値のバランスがとれている
と判定した場合（ステップ２０４肯定判定）、半導体レ
ーザ２５がコリメータレンズ７１の光軸に対し正確に取
り付けられているものとみなし、光軸調整を行うことな
く処理を終了する。

【００６０】両端部のピーク値のバランスがとれていな
いと判定した場合（ステップ２０４否定判定）、光源装
置２４の光軸がずれているものとみなし、データ処理装
置９４によって、ＳＯＳビームとＥＯＳビームのホール
ドされたピーク値に基づいて光源装置２４の移動方向及
び移動距離を概算する（ステップ２０６）。

【００６１】次に、ステップ２０６で演算された光源装
置２４の移動方向及び移動距離に基づいて、アクチュエ
ータ制御部９８が光源装置２４を移動させるように、ア
クチュエータ９７を制御する（ステップ２０８）。

【００６２】光源装置２４を移動させたら、再びステッ
プ２００に戻り、両端部のピーク値のバランスがとれる
まで同様の処理を繰り返す。ピーク値のバランスがとれ
た場合には、ビーム強度がピークとなるビームが基準位
置Ｐ又はその近傍に入射し、偏向されたビームの光量分
布は、ＣＯＳビーム又はその近傍をピークとして次第に
低下して両端部で等しくなる分布をなし、光軸調整前と
比較すると光量分布の一様性が向上する。

【００６３】以上のように、光源装置２４をコリメータ
レンズの軸線に直交する方向であって主走査方向と対応
する方向にＳＯＳビームとＥＯＳビームのピーク値が一
致するように平行移動することにより、感光体ドラム１
５上の光量分布を略均一にすることができる。

【００６４】なお、上記のような光軸調整をした場合、
半導体レーザ２５の発光点がコリメータレンズ７１の軸
線からはずれることが考えられるが、この程度の調整で
は半導体レーザ２５のコリメータレンズ７１の軸線から
のずれ量は、コリメータレンズ７１の光学性能が保証さ
れる有効範囲内にあり、コリメータレンズ７１から射出
する波面劣化は少なく、実用上問題ない。

【００６５】以上が、本実施の形態に係る光走査装置の
１例であるが、上記例にのみ限定されるものではない。
例えば、本光軸調整方法においては、ＳＯＳセンサー８
１とＥＯＳセンサー８４により２箇所で光ビームのパワ
ーを検出したが、ポリゴンミラー２８の反射側以降で２
箇所以上でパワーを検出し、それらがバランスするよう
に光軸調整を行っても良い。

【００６６】また、被走査面に相当する複数位置で装置
内センサーを用いずに光ビームのパワーを検出するよう
にしても良い。１例として、本光走査装置を光軸調整台
８８に載せて組み立てる場合の構成を図５に示す。図５
に示されたように、複数の光センサー９０を備えた組み
立て治具８９を、各光センサー９０の位置が被走査面
（組み立て時には感光体ドラム１５上）にくるように配
置する。また、上記実施の形態と同様に各々の光センサ
ー９０には図示しないピークホールド回路が接続されて
おり、各々の光センサー９０によって検出された光量の
ピーク値をホールドするように構成する。そして、光軸
調整時には、各光センサー９０のピーク値がバランスす
るように光源装置２４を移動させて固定する。これによ
って、ＳＯＳセンサー８１やＥＯＳセンサー８４にピー
クホールド回路等の機能付加が要らず安価な装置を提供
できる。また、組み立て時に光源装置２４を光量分布が
均一となるような位置に固定して動かないようにすれ
ば、光軸の調整された光走査装置をユーザフレンドリー
に提供することができる。

【００６７】また、光軸調整時にアクチュエータ９７に
よって光源装置２４を移動させたが、図９に示されるよ
うに、手動によって光源装置２４をＳ方向に微動できる
機構を設けても良い。図９に示された微動装置は、回転
軸がＳ方向と一致し、光学装置２４に回転可能なように
取り付けられたスクリューネジ１００と、このスクリュ
ーネジ１００にねじ込み可能なネジ１０２とを含んで構
成されている。また、ねじ１０２は、スクリューねじ１
００にねじこまれた状態で支持手段１０６によって筐体
８７の平面８７Ａに固定され、スクリューネジ１００の
先端にはつまみ１０４が設けられている。このような構
成で光軸調整する場合、オペレータがディスプレイ９６
に表示された各々のビームのピーク値を比較し、該比較
値に基づいて、つまみ１０４を手動で回転させることに
よって光源装置２４がＳ方向に移動し、光軸調整が可能
となる。

【００６８】さらに、光軸調整時に、入射光束を主走査
方向と対応する方向に移動させる手段として光源装置２
４を移動可能としたが、平面ミラー７４を主走査方向に
回転可能な機構を付加しポリゴンミラー２８上での主走
査方向の入射光束位置を設定できるようにしても良い。

【００６９】

【実施例】本実施の形態に係る光走査装置の光軸調整方
法を実施した場合の具体例を以下に示す。

【００７０】前提条件として、本光走査装置は、ポリゴ
ンミラー２８の反射面数を１２面、内接径を２５ｍｍと
し、走査角±２４°時に走査線両端部（ＳＯＳビーム、
ＥＯＳビーム）となるように構成されている。また、ポ
リゴンミラー２８に入射して長い線像として結像される
入射光束幅は、ポリゴンミラー２８の主走査方向と対応
する方向の面幅に対し、約２．５倍となるように設定さ
れている。

【００７１】ここで、半導体レーザ２５を含む光源装置
２４からの射出光の軸がコリメータレンズ７１の軸線に
対し主走査方向と対応する方向へ３°傾いていた場合を
想定する。なお、この傾き角３°は、半導体レーザ２５
の光軸ずれや光源装置２４の取付け精度によって容易に
発生するレベルの誤差である。この場合、ＳＯＳビーム
及びＥＯＳビームの光量は、ＣＯＳビームの光量に対
し、各々８６％、１０１％となり、著しく光量の一様性
が悪くなり、その結果画質出力濃度の差が視覚上明瞭に
判別されてしまった。

【００７２】本実施の形態に係る上記光軸調整方法を実
施した場合、光源装置２４はＳ方向に０．１ｍｍ移動さ
れた。この結果、ＳＯＳビームとＥＯＳビームの光量
は、ＣＯＳビームに対し、共に９２％となり、光量の一
様性が改善された。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
４の発明によれば、被走査面に相当する複数位置または
偏向手段以降の複数位置で検出された光ビームの各パワ
ーをバランスするように光軸が調整されるので、光源の
ビームプロファイルの偏りを少なくしたり光源を搭載し
ている装置の部品、組み立て精度を上げることなく被走
査面上の光量の一様性を良好にすることができる、とい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る光走査装置の構成図であ
る。

【図２】本実施の形態に係る光走査装置を詳細に示した
構成図である。

【図３】本実施の形態に係る光走査装置の回路ブロック
を示した構成図である。

【図４】本実施の形態に係る光走査装置の光軸調整の流
れを示すフローチャートである。

【図５】被走査面上で各方向の光ビームのパワーを検出
するセンサーを複数備えた組み立て治具と光走査装置と
を組み合わせた構成図である。

【図６】ポリゴンミラーに光束が照射する時の各光学系
の配置関係を示すための図であって、（Ａ）はアンダー
フィルド光学系、（Ｂ）はオーバーフィルド光学系の概
略図である。

【図７】（Ａ）は半導体レーザの光軸がコリメータレン
ズの光軸と一致し、光量分布がビーム強度に対して左右
対称となっている場合の光源の概略図、（Ｂ）は半導体
レーザの光軸がコリメータレンズの光軸に対してあるあ
る角度ずれて、光量分布がビーム強度に対して左右対称
となっていない場合の光源の概略図。

【図８】従来のオーバーフィルド光学系の構成図であ
る。

【図９】手動で光源装置２４を移動させて光軸調整する
微動装置の外観図である。

【符号の説明】

１５ 感光体ドラム ２４ 光源装置 ２５ 半導体レーザ ２８ ポリゴンミラー ７１ コリメータレンズ ７２ 開口絞り ７３ シリンドリカルレンズ ７４ 平面ミラー ７５ ｆθレンズ系 ８１ ＳＯＳセンサー ８４ ＥＯＳセンサー ９０ ピークホールド回路 ９２ ピークホールド回路 ９４ データ処理装置 ９６ ディスプレイ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、前記光源か
   らの光ビームを走査方向と対応する方向に偏向させる偏
   向手段とを有し、前記偏向手段の走査方向の偏向面幅を
   越える幅の光ビームが前記偏向手段に入射されるオーバ
   ーフィルドタイプの光走査装置の光軸を調整する光走査
   装置の光軸調整方法であって、 被走査面に相当する複数位置または前記偏向手段以降の
   複数位置の各々で光ビームのパワーを検出し、 検出した各パワーがバランスするように光軸を調整する
   光走査装置の光軸調整方法。
2. 【請求項２】 光ビームを出射する光源と、前記光源か
   らの光ビームを走査方向と対応する方向に偏向させる偏
   向手段とを有し、前記偏向手段の走査方向の偏向面幅を
   越える幅の光ビームが前記偏向手段に入射されるオーバ
   ーフィルドタイプの光走査装置の光軸を調整する光走査
   装置の光軸調整装置であって、 被走査面に相当する複数位置または前記偏向手段以降の
   複数位置の各々で光ビームのパワーを検出する検出手段
   と、 前記検出手段で検出された複数位置のパワーがバランス
   するように光軸を調整する調整手段と、 を含む光走査装置の光軸調整装置。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、前記偏向手段に入射さ
   れる光ビームを主走査方向と対応する方向に平行移動ま
   たは回転移動可能なように構成されていることを特徴と
   する請求項２の光走査装置の光軸調整装置。
4. 【請求項４】 光ビームを出射する光源と、前記光源か
   らの光ビームを走査方向と対応する方向に偏向させる偏
   向手段とを有し、前記偏向手段の走査方向の偏向面幅を
   越える幅の光ビームが前記偏向手段に入射されるオーバ
   ーフィルドタイプの光走査装置であって、 被走査面に相当する複数位置または前記偏向手段以降の
   複数位置における光ビームのパワーがバランスするよう
   に光軸が調整された光走査装置。