JP3355903B2 - 光学走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学走査装置に係
り、特に、レーザプリンタやデジタル複写機等に適用可
能な光学走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやデジタル複写機に適用
される光学走査装置の一例として、特開平 6-18803号公
報には、回転多面鏡に対し、回転多面鏡によって偏向さ
れた光ビームによって形成される偏向平面内における偏
向範囲の側方から光ビームを入射するようにした光学走
査装置が開示されている。しかし、この入射方式では、
回転多面鏡の反射面に投影される光ビームの幅が実際の
光ビームの幅よりも入射角度分大きくなるので、回転多
面鏡の反射面幅を大きくする必要があり、回転多面鏡の
径が大きくなることによって回転多面鏡の重量が増加
し、回転多面鏡を回転させるモータに加わる負荷が大き
い。

【０００３】このため、回転多面鏡の面幅を回転多面鏡
に入射される光ビームの幅よりも小さくした、所謂オー
バフィルド(OverFilled)タイプの光学走査装置が従来よ
り知られている（特願平6-315091号等）。しかし、オー
バフィルドタイプの光学走査装置では、回転多面鏡で偏
向された光ビームのＦナンバーが偏向角度によって変化
するため、感光体ドラム等の被走査面上において主走査
方向に沿った光ビームのビーム径や光量のばらつきが大
きいという問題がある。

【０００４】上記問題を解決する技術として、特開昭52
-111735 号公報には、回転多面鏡に対し、主走査方向に
ついては正面でかつ副走査方向については角度を付けて
光ビームを入射する方式（以下、正面入射と称する）が
開示されている。また上記公報には、正面入射におい
て、回転多面鏡に対する副走査方向に沿った光ビームの
入射角度についての制約を解消するために、光ビームが
ｆθレンズを透過して回転多面鏡に入射され、回転多面
鏡で反射された光ビームが再びｆθレンズを透過するよ
うにした、所謂ダブルパスの構成も提案されている。

【０００５】前述したように、正面入射方式では、回転
多面鏡に対し副走査方向に角度を付けて（回転多面鏡に
よって偏向された光ビームの光路を含む平面に対し副走
査方向に沿って光路が傾斜した）光ビームが入射され
る。この副走査方向に沿って光路が傾斜した光ビームに
対する光学素子の配置について、特開平4-317022号公報
には、該公報の図６及び図７にも示されているように、
光源と回転多面鏡との間の光学系を構成する各光学素子
を、回転多面鏡に対し副走査方向に沿って傾斜した同一
平面に沿って配置することが記載されている。

【０００６】また、特開昭47-37445号公報には、該公報
の第２図及び第３図にも示されているように、光源、第
１の折返ミラー、第１のシリンダレンズを回転多面鏡の
反射面と直交する水平な基準面上に配置することによ
り、光源から第１の折返ミラーを介して第１のシリンダ
レンズに至る光路を前記基準面と平行とし、第１のシリ
ンダレンズの光ビーム射出側に、入射される光ビームに
対し主走査方向及び副走査方向に沿って反射面を傾斜さ
せた第２の折返ミラーを設け、この第２の折返ミラーに
より光ビームの光路を基準面（及び回転多面鏡の反射
面）に対し副走査方向に傾斜させることが記載されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光学走査装
置の回転多面鏡は、回転軸が鉛直方向に沿うように配置
することが好ましく、この回転多面鏡及び各光学素子が
取付けられる筐体の基準面も、回転多面鏡の反射面と直
交している（すなわち水平である）ことが、筐体の製造
上好ましい。これに対し、先の特開平4-317022号公報は
各光学素子を取付ける基準面を傾斜させる必要があるの
で、高精度に筐体を製造することは困難である。また、
傾斜した基準面に各光学素子を取付けるので、光学素子
の組付位置の誤差が生じ易いという問題もある。

【０００８】一方、特開昭47-37445号公報では、各光学
素子を水平な基準面上に配置するので上述した問題は生
じないが、光ビームの光路を基準面に対して傾斜させる
ために、入射される光ビームに対し主走査方向及び副走
査方向に沿って反射面を傾斜させたミラー（第２の折返
ミラー）を設ける必要が生ずる。上記のように傾斜させ
たミラーにより光ビームを反射させると、光ビームの座
標の回転が生ずる。

【０００９】この座標の回転について図１０を参照して
説明する。図１０（Ａ）は入射される光ビームに対し、
折返ミラー９８の反射面を主走査方向に相当する方向に
沿ってのみ角度α傾けた場合を示し、図１０（Ｂ）は
（Ａ）に対し折返ミラー９８の反射面を更に副走査方向
に相当する方向にも角度β傾けた場合を示している。こ
こで、折返ミラー９８に入射される光ビームに対し、図
１０に矢印で示すように水平方向に沿いかつ光軸に直交
する座標軸Ｘ及び鉛直方向に沿いかつ光軸に直交する座
標軸Ｙを設定すると、図１０（Ｂ）では、折返ミラー９
８で反射された後の光ビームの座標軸Ｘ、座標軸Ｙが水
平方向及び鉛直方向に沿っておらず、座標軸Ｘ、座標軸
Ｙが光軸を中心として回転していることが理解できる。

【００１０】特開昭47-37445号公報では、第１のシリン
ダレンズにより光ビームを回転多面鏡の反射面に線状の
像として結像させているが、先に説明した第２の折返ミ
ラーが第１のシリンダレンズの光ビーム射出側に配置さ
れているので、第２の折返ミラーにより反射した光ビー
ムの座標が回転することにより、回転多面鏡の反射面に
は斜めに傾いた線像が結像されることになり、被走査面
上に結像される光ビームのビーム径が増大してしまうと
いう問題があった。これを解決するためには、折返ミラ
ーによる座標の回転分だけシリンダレンズを傾けて取付
けることが考えられるが、この場合も筐体の基準面を斜
めにする必要が生ずる。

【００１１】また、光学系の他の性能を満足するため、
或いは光学走査装置を取付ける画像形成装置内のレイア
ウトの変更等に伴って、回転多面鏡への副走査方向に沿
った光ビームの入射角度を変更する必要が生じた場合、
折返ミラーの反射面の副走査方向に沿った傾斜角度を変
更する必要があるが、これに伴って折返ミラーによる座
標の回転量が変化するので、シリンダレンズの傾斜角
度、すなわち基準面の傾斜角度を変更する必要がある、
という問題があった。

【００１２】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度を付
けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、容易か
つ精度良く製造することができる光学走査装置を得るこ
とが目的である。

【００１３】

【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記載の発明は、光源と、入射された光束を所
定方向に沿って偏向する偏向手段と、光束に対し光軸を
中心として回転非対称な作用を及ぼす回転非対称光学系
を含んで構成され、前記光源から入射された光束を前記
偏向手段に結像させる第１の光学系と、前記偏向手段に
よって偏向された光束を被走査面上に結像させる第２の
光学系と、を備えた光学走査装置であって、前記第１の
光学系は、入射光束に対し反射面が偏向手段による偏向
方向に相当する第１の方向及び該第１の方向に直交する
第２の方向に沿って傾斜されて配置され、偏向手段によ
り偏向された光束の光路を含む平面に対して傾斜した角
度で偏向手段に光束を入射させるための第１の折返ミラ
ーを備え、前記回転非対称光学系が前記第１の折返ミラ
ーと偏向手段との間に配置されており、更に、前記回転
非対称光学系と前記偏向手段の間に配置され、水平な基
準面上に、該基準面に対して垂直に取付けられた第２の
折返ミラーを備えていることを特徴としている。

【００１４】なお、上記の回転非対称光学系としては、
請求項３に記載したシリンダレンズやシリンダミラー等
のアナモルフィック光学系、回転非対称のアパーチャ等
が挙げられる。

【００１５】請求項１記載の発明では、偏向手段により
偏向された光束の光路を含む平面に対して傾斜した角度
で偏向手段に光束を入射させるために、入射光束に対し
反射面が偏向手段による偏向方向に相当する第１の方向
及び該第１の方向に直交する第２の方向に沿って傾斜さ
れて配置された第１の折返ミラーを設けており、この第
１の折返ミラーで反射された光束は、入射光束に対して
座標が回転することになるが、回転非対称光学系を第１
の折返ミラーと偏向手段との間、すなわち光束の進行方
向に沿って第１の折返ミラーよりも下流側に設けている
ので、回転非対称光学系により光軸を中心として回転非
対称な作用が及ぼされた光束が、第１の 折返ミラーによ
って座標が回転されることはない。

【００１６】また、請求項１記載の発明では、回転非対
称光学系と偏向手段との間に第２の折返ミラーが配置さ
れており、この第２の折返ミラーは、水平な基準面上
に、該基準面に対して垂直に（反射面を第２の方向に沿
って傾斜させずに）取付けられているので、回転非対称
光学系により光軸を中心として回転非対称な作用が及ぼ
された光束は、第２の折返ミラーによって座標が回転さ
れることもなく偏向手段に入射されることになる。

【００１７】これにより、例えば回転非対称光学系とし
て、入射された光束を偏向手段に線状に結像させるシリ
ンダレンズ等のアナモルフィック光学系を適用した場合
には、アナモルフィック光学系のパワーを有する方向が
偏向手段による偏向方向に直交するようにアナモルフィ
ック光学系を配置すれば、アナモルフィック光学系を透
過した光束は、偏向手段による偏向方向に平行な線状像
として偏向手段に結像されることになる。

【００１８】従って、第１の折返ミラーによる光束の座
標の回転に応じて回転非対称光学系を傾斜させて配置す
る必要はなく、回転非対称光学系を、第１の折返ミラー
により回転する光束の座標とは無関係に、製造及び組付
けが容易かつ高精度で行えるように、例えば請求項２に
記載したように水平な基準面上に配置することができ
る。これにより、光学走査装置の筐体を高精度に製造す
ることが容易になると共に、回転非対称光学系の組付位
置に誤差が生じにくくなる。従って、請求項１の発明に
よれば、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度
を付けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、容
易かつ精度良く製造できる光学走査装置が得られる。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２の発明において、回転非対称光学系はシリンダレン
ズであり、前記シリンダレンズに対し光束の光軸がシリ
ンダレンズの母線上に入射されるように構成したことを
特徴としている。

【００２０】前述したように、回転非対称光学系を第１
の折返ミラーと偏向手段との間に設けた場合、回転非対
称光学系には、第２の方向（基準面と直交する方向）に
沿って傾斜した角度で光束が入射される。このとき、回
転非対称光学系がシリンダレンズであった場合には、シ
リンダレンズへの光束の入射位置によっては、光束の光
軸の第２の方向に沿った角度が、シリンダレンズを透過
することにより変化する。

【００２１】これに対し請求項３の発明では、回転非対
称光学系としてのシリンダレンズに対し、光束の光軸が
シリンダレンズの母線上に入射されるように構成してい
るので、シリンダレンズを透過した光束の光軸は第２の
方向に沿って平行移動するのみであり、シリンダレンズ
を透過した光束の光軸の第２の方向に沿った角度が変化
することを防止でき、回転非対称光学系としてシリンダ
レンズを用いた場合にも、偏向手段に入射される光束の
第２の方向に沿った傾斜角度を、第１の折返ミラーの反
射面の傾斜角度のみによって定まる一定の角度とするこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の説明に
先立ち、まず本発明の比較例を説明する。

【００２３】〔比較例〕図１には、本比較例に係る光学
走査装置１０が示されている。光学走査装置１０の図示
しない筐体の一端側には回転多面鏡１２が配置されてい
る。

【００２４】回転多面鏡１２は正多角柱状とされ、その
側面には複数の反射面が形成されている。回転多面鏡１
２は、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り所定の角速度で回
転される。この回転多面鏡１２の回転に伴い、回転多面
鏡１２の反射面に入射された光ビームは、反射面で反射
されると共に等角速度で偏向される。なお、以下では回
転多面鏡１２による光ビームの偏向方向を主走査方向、
主走査方向に直交する方向を副走査方向と称する。

【００２５】一方、図示しない筐体の他端側にはレーザ
ダイオード１４（以下、ＬＤ１４と称する）が配置され
ており、ＬＤ１４の光ビーム射出側にはコリメータレン
ズ１６が配置されている。ＬＤ１４は図示しないドライ
バに接続されており、前記ドライバにより画像信号に応
じてオンオフ制御される。コリメータレンズ１６の光ビ
ーム射出側には、回転多面鏡１２の正面（主走査方向に
沿った走査範囲の中央）に対応する位置に、第１の折返
ミラー１８が配置されている。

【００２６】なおＬＤ１４から第１の折返ミラー１８に
至る光ビームの光路は、図２（Ｂ）に示すように図示し
ない筐体の底部に形成された基準平面２０（回転多面鏡
１２の回転軸と直交する平面、すなわち水平面）と平行
とされており、ＬＤ１４、コリメータレンズ１６及び第
１の折返ミラー１８は基準平面２０上に取付けられてい
る（ＬＤ１４はＬＤ１４を覆うケーシング１４Ａを介し
て基準平面２０に取付けられており、コリメータレンズ
１６は図示しないレンズホルダを介して基準平面２０に
取付けられている）。

【００２７】第１の折返ミラー１８は、入射される光ビ
ームに対し、回転多面鏡１２による主走査方向に相当す
る方向及び主走査方向に直交する副走査方向に相当する
方向に各々沿って傾斜されている。第１の折返ミラー１
８に入射された光ビームは、光軸の向きが、主走査方向
に相当する方向に沿って略９０°変更されると共に、副
走査方向に相当する方向に沿って若干下向き（光軸が筐
体の底部に徐々に近接する向き：図２（Ｃ）参照）に変
更されて、回転多面鏡１２へ向けて射出される。

【００２８】第１の折返ミラー１８と回転多面鏡１２と
の間にはシリンダレンズ２２が配置されている。シリン
ダレンズ２２は、図示しない筐体の底部に形成された基
準平面２４（回転多面鏡１２の回転軸と直交する平面、
すなわち水平面）上に、母線が基準平面２４に平行とな
る向きで、かつ第１の折返ミラー１８から射出された光
ビームの光軸が母線上に入射されるように取付けられて
いる。シリンダレンズ２２を透過した光ビームは、図２
（Ａ）及び（Ｃ）に示すように副走査方向にのみ収束さ
れ、回転多面鏡１２の正面より、回転多面鏡１２によっ
て偏向されて射出された光ビームによって形成される主
走査面に対して副走査方向に沿って傾斜した角度で回転
多面鏡１２に入射され（所謂正面入射）、主走査方向に
長い線像として回転多面鏡１２の反射面に結像される。

【００２９】なお、図２では図示を省略しているが、図
１に示すように、シリンダレンズ２２と回転多面鏡１２
との間にはｆθレンズ２６が配置されており、シリンダ
レンズ２２から射出された光ビームは、ｆθレンズ２６
を透過して回転多面鏡１２の反射面に入射され、回転多
面鏡１２によって反射・偏向されて再びｆθレンズ２６
に入射される（所謂ダブルパス）。

【００３０】ｆθレンズ２６の光ビーム射出側には平面
ミラー２８が配置されており、平面ミラー２８の光ビー
ム射出側には、副走査方向にのみパワーを有し回転多面
鏡１２の面倒れ補正を行うためのシリンダミラー３０が
配置されている。また、シリンダミラー３０の光ビーム
射出側には、図示しない筐体に設けられた光ビームが通
過するための開口が位置しており、この開口には筐体内
への塵埃の侵入を防止するためのウインドウ３２が取付
けられている。ｆθレンズ２６を透過した光ビームは、
平面ミラー２８、シリンダミラー３０で順に反射され、
ウインドウ３２を透過して筐体の外部へ射出される。

【００３１】また、光学走査装置１０の下方側には感光
体ドラム３４が配置されており、ウインドウ３２を透過
した光ビームは、前述したｆθレンズ２６の作用によ
り、感光体ドラム３４の周面（被走査面）に光スポット
として結像されると共に、感光体ドラム３４の周面上を
一定速度で走査される。感光体ドラム３４は図示しない
モータの駆動力が伝達されて回転される。この感光体ド
ラム３４の回転により副走査が行われ、感光体ドラム３
４の周面上に画像（潜像）が形成される。

【００３２】次に本比較例の作用を説明する。本比較例
では、第１の折返ミラー１８が、入射される光ビームに
対し、主走査方向に相当する方向及び副走査方向に相当
する方向に各々沿って傾斜されているので、この第１の
折返ミラー１８で反射された光ビームは座標が回転する
ことになるが、シリンダレンズ２２を、第１の折返ミラ
ー１８と回転多面鏡１２との間に、母線が基準平面２４
に平行となる向きで基準平面２４上に設けているので、
回転多面鏡１２の反射面に結像される線状の像の長軸方
向の向きは基準平面２４と平行、すなわち主走査方向と
平行になると共に、基準面を傾斜させる必要がないの
で、筐体を高精度かつ容易に製造することができ、シリ
ンダレンズ２２の取付位置の誤差も生じにくい。

【００３３】また、第１の折返ミラー１８から射出され
た光ビームは光軸がシリンダレンズ２２の母線上に入射
されるので、シリンダレンズ２２を透過した光ビームの
光軸は副走査方向に相当する方向に沿って平行移動する
のみであり、シリンダレンズ２２を透過した光ビームの
光軸の副走査方向に相当する方向に沿った角度が変化す
ることを防止でき、回転多面鏡１２に入射される光ビー
ムの副走査方向に沿った傾斜角度を、第１の折返ミラー
１８の反射面の傾斜角度のみによって定まる一定の角度
とすることができる。

【００３４】〔第１実施形態〕 次に本発明の第１実施形態について説明する。なお、比
較例と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略す
る。

【００３５】図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、本第
１実施形態では、光学走査装置１０内部のレイアウトの
都合上等の理由により、シリンダレンズ２２と回転多面
鏡１２との間に第２の折返ミラー３８（本発明の第２の
折返ミラーに対応）が配置されており、この第２の折返
ミラー３８は、筐体の底部に形成された水平な基準平面
４０（回転多面鏡１２の回転軸と直交する平面）に対し
て反射面が垂直となるように、基準平面４０上に取付け
られている。

【００３６】なお、本第１実施形態において、回転多面
鏡１２は本発明の偏向手段に、ＬＤ１４は本発明の光源
に、第１の折返ミラー１８は本発明の第１の折返ミラー
に、シリンダレンズ２２は本発明の回転非対称光学系に
各々対応している。

【００３７】第１実施形態では、比較例と同様に、回転
非対称光学系としてのシリンダレンズ２２を、第１の折
返ミラー１８と回転多面鏡１２との間に、母線が基準平
面２４に平行となる向きで基準平面２４上に設けている
と共に、第２の折返ミラー３８で反射された光ビームの
座標が回転しないので、比較例と同様に、基準面２４を
傾斜させる必要がなく、シリンダレンズ２２を水平な基
準平面２４上に配置することができる。また、第１の折
返ミラー１８から射出された光ビームは光軸がシリンダ
レンズ２２の母線上に入射されるので、比較例と同様
に、回転多面鏡１２に入射される光ビームの副走査方向
に沿ったシリンダレンズ２２の傾斜角度を、第１の折返
ミラー１８の反射面の傾斜角度のみによって定まる一定
の角度とすることができる。

【００３８】〔第２実施形態〕 次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第
１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を
省略する。

【００３９】図４乃至図６に示すように、本第２実施形
態に係る光学走査装置４４では、コリメータレンズ１６
と第１の折返ミラー１８との間に負のパワーを有する球
面レンズ４６が配置されている。ＬＤ１４から発散光と
して射出された光ビームは、コリメータレンズ１６によ
って平行光とされた後に、球面レンズ４６によって再び
発散光とされて第１の折返ミラー１８に入射される。第
１の折返ミラー１８は、球面レンズ４６から入射された
光ビームを、主走査方向に対応する方向に沿って90°、
副走査方向に対応する方向に沿って下向きに 1.2°の角
度を付けて反射するように、主走査方向に対応する方向
及び副走査方向に対応する方向に沿って反射面が傾斜さ
れている。

【００４０】また、第１の折返ミラー１８と回転多面鏡
１２との間には、先に説明した図３と同様に、シリンダ
レンズ２２、第２の折返ミラー３８が順に配置されてい
る。比較例でも説明したように、シリンダレンズ２２
は、母線が基準平面２４に平行となる向きで、かつ第１
の折返ミラー１８から射出された光ビームの光軸が母線
上に入射されるように取付けられている。また、第２の
折返ミラー３８は、基準平面４０に対して垂直に基準平
面４０上に取付けられている。これにより、シリンダレ
ンズ２２を透過して第２の折返ミラー３８で反射された
光ビームは、第１の折返ミラー１８から射出されたとき
と同じく、副走査方向に対応する方向に沿って下向きに
1.2°の角度でｆθレンズ２６を介して回転多面鏡に入
射される。

【００４１】なお、上記の光学系において、仮に第２の
折返ミラー３８の反射面を、上述した第１の折返ミラー
１８のように主走査方向に対応する方向及び副走査方向
に対応する方向に各々沿って傾斜させ、第１の折返ミラ
ー１８を基準平面に垂直に取付けたとすると、シリンダ
レンズ２２は光軸を中心に 0.5°傾けて配置する必要が
生ずる。しかし、上記ではシリンダレンズ２２よりもＬ
Ｄ１４側に位置している第１の折返ミラー１８の反射面
を主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する
方向に各々沿って傾斜させているので、シリンダレンズ
２２を傾ける必要はない。

【００４２】本第２実施形態に係る光学走査装置４４で
は、球面レンズ４６及びｆθレンズ２６がビームエキス
パンダの役割を果たし、ポリゴンミラ１２に入射される
光ビームの主走査方向に沿った幅は、回転多面鏡１２の
反射面の面幅よりも大きくされている（所謂オーバフィ
ルドタイプ）。

【００４３】また本第２実施形態では、図６にも示すよ
うに、ｆθレンズ２６を副走査方向に沿って下向きに４
°傾けている。これは、回転多面鏡１２へ向かう光ビー
ムがｆθレンズ２６に入射する際に、光ビームの一部が
反射されることにより生ずるゴースト光が感光体ドラム
３４に到達するのを防止するためである。また、ｆθレ
ンズ２６を上記のように傾けることにより、感光体ドラ
ム３４上に結像される光ビームのビーム径の均一性が向
上する。

【００４４】また本第２実施形態に係る光学走査装置４
４は、画像記録の高速化、高解像度化を目的として、光
源として複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（以
下、ＬＤアレイと称する）を適用し、複数本の光ビーム
を同時に走査させて画像を記録することも可能なように
設計されている。

【００４５】すなわち、光源としてＬＤアレイを適用し
た光学系の設計でまず重要となるのが、光学系の副走査
方向の倍率である。ＬＤアレイを用いた走査光学系で
は、ＬＤアレイ上における発光点の間隔を、感光体ドラ
ム上で所定の解像度に合致した間隔に拡大する必要があ
る。例えば25μｍの間隔を空けて配置された２つの発光
点を有するＬＤアレイを用いて解像度400DPI(Dot/Inch)
の画像を記録する場合、光学系の副走査方向の倍率は、

【００４６】 63.5μｍ（400DPIにおけるドットの間隔）÷25μｍ＝2.54倍 としなければならない。シリンダレンズ２２の焦点距離
は、上記の倍率を考慮して設定されている。

【００４７】また本第２実施形態に係る光学走査装置４
４は、ＬＤアレイの適用を考慮し、光源（図４乃至図６
ではＬＤ１４）から発散光として射出される光ビーム
を、コリメータレンズ１６により一時的に平行光とし、
コリメータレンズ１６の光ビーム射出側に配置された球
面レンズ４６により、再び発散光としている。これは、
ＬＤアレイを適用した際に、複数本の光ビームをなるべ
く平行に近い状態で入射させることを容易に行えるよう
にするためである。

【００４８】図７（Ａ）に示すように、感光体ドラム３
４に入射される２本の光ビームに大きな角度差がある
と、図に実線及び破線で示すように感光体ドラム３４の
位置が取付け誤差等により変化した場合に、感光体ドラ
ム３４の周面上におけるビームの間隔は大きく変化す
る。これに対し、図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラ
ム３４に入射される２本のビームが平行であれば、感光
体ドラム３４の位置が変化しても感光体ドラム３４の周
面上におけるビームの間隔は変化しない。

【００４９】図８は光学系７０の副走査方向を示してお
り、ＬＤ７２から射出された光ビームが、コリメータレ
ンズ７４で平行光とされ、副走査方向にのみパワーを有
するシリンダレンズ７６によって副走査方向に収束され
て回転多面鏡７８に入射され、回転多面鏡７８で反射・
偏向された光ビームが、副走査方向にのみパワーを有す
るシリンダミラー８０によって再び副走査方向に収束さ
れて感光体ドラム８２に入射される構成となっている
（ｆθレンズや折返ミラー等は図示を省略している）。

【００５０】この光学系７０の光源として、光ビームＡ
及び光ビームＢの２本の平行な光ビームを射出するＬＤ
アレイを適用した場合を図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
なお図９では回転多面鏡の図示も省略している。また、
図９（Ａ）と（Ｂ）の違いは、コリメータレンズ７４と
シリンダレンズ７６との距離のみであり、図９（Ａ）で
はシリンダレンズ７６がコリメータレンズ７４の焦点位
置付近に配置されており、図９（Ｂ）ではシリンダレン
ズ７６がコリメータレンズ７４から所定距離以上離れて
いる。

【００５１】図９において、光源から射出された２本の
光ビームＡ、Ｂはコリメータレンズ７４の焦点位置で交
差する。図９（Ａ）では２本の光ビームがシリンダレン
ズ７６の母線付近に入射されるため、シリンダレンズ７
６で副走査方向に沿った光軸の向きが変更されることは
なく、２本の光ビームＡ、Ｂの副走査方向に沿った間隔
はシリンダミラー８０に入射される迄広がり続けて非常
に大きくなり、シリンダミラー８０で反射された２本の
光ビームＡ、Ｂの前記間隔は、感光体ドラム８２上で所
定の間隔となるように急速に絞り込まれる。

【００５２】これに対し図９（Ｂ）では、コリメータレ
ンズ７４から射出された２本の光ビームが、シリンダレ
ンズ７６の母線から充分離れた位置に入射するため、２
本の光ビームはシリンダレンズ７６によって屈折され、
シリンダレンズ７６を透過した２本の光ビームの副走査
方向に沿った間隔は徐々に小さくなる。そして、シリン
ダミラー８０に入射されるときには、既に前記間隔は小
さくなっているので、感光体ドラム８２への２本の光ビ
ームの入射角度は図９（Ａ）と比較して小さくなる。

【００５３】このように、光源としてＬＤアレイを適用
した場合には、光学系が、光ビームを一時的に平行光の
状態とする構成であることが重要である。第２実施形態
に係る光学走査装置４４は、光源として単一のＬＤ１４
を用いているので、コリメータレンズ１６及び球面レン
ズ４６を単一の他のレンズに置き換え、このレンズとｆ
θレンズ２６とにより、光ビームが主走査方向に長い線
像として回転多面鏡１２に結像されるように構成するこ
とも可能ではあるが、コリメータレンズ１６により光ビ
ームを一時的に平行光の状態とすることにより、光源と
してＬＤアレイを用いた場合であっても、各光学部品の
設計を変更することなく、コリメータレンズ１６と球面
レンズ４６との距離を変更するのみにより、感光体ドラ
ム３４に入射される複数本の光ビームの入射角度の差を
小さくすることが可能となる。

【００５４】なお、レーザダイオードから射出される実
際の光ビームは断面形状が楕円となっている。上記の実
施形態で説明したように、回転多面鏡への光ビームの副
走査方向に沿った入射角度が 1.2°と小さい場合は第１
の折返ミラー１８による光ビームの座標の回転量も小さ
いので、コリメータレンズ１６から射出される光ビーム
の断面形状が真円でなくても問題にならないが、回転多
面鏡への光ビームの副走査方向に沿った入射角度が大き
くなると第１の折返ミラー１８による光ビームの座標の
回転量も大きくなり、光ビームの断面形状が真円でない
ことが問題となってくる可能性はある。このような場合
には、第１の折返ミラー１８による光ビームの座標の回
転量を考慮し、第１の折返ミラー１８による光ビームで
反射された光ビームの断面形状における長軸方向が、主
走査方向又は副走査方向に一致するように、ＬＤ１４の
取付け角度を調整すればよい。これは、ＬＤ１４と第１
の折返ミラー１８との間に回転非対称のアパーチャを配
置する場合にも同様である。

【００５５】また、上記では偏向手段として回転多面鏡
を例に説明したが、ガルバノメータミラー等の他の偏向
手段を適用することも可能である。

【００５６】更に、上記では本発明に係る回転非対称光
学系としてシリンダレンズ２２を例に説明したが、これ
に限定されるものではなく、回転非対称光学系としては
シリンダミラーや回転非対称のアパーチャも含まれる。

【００５７】また、上記では第１の光学系として、正面
入射でダブルパス方式の光学走査装置を例に説明した
が、回転非対称光学系を備え、偏向手段により偏向され
た光束の光路を含む平面に対して傾斜した角度で偏向手
段に光束を入射する光学走査装置であれば本発明を適用
可能であることは言うまでもない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度を付
けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、回転非
対称光学系を水平な基準面上に配置でき、光学走査装置
を容易かつ精度良く製造することができる、という優れ
た効果を有する。

【００５９】請求項３記載の発明は、上記効果に加え、
シリンダレンズを透過した光束の光軸の向きが変化する
ことを防止できる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 比較例に係る光学走査装置の概略構成を示す
斜視図である。

【図２】 （Ａ）は比較例に係る光学走査装置のレーザ
ダイオードから回転多面鏡に至る光学系の上面図、
（Ｂ）は前記光学系のレーザダイオードから第１の折返
ミラーの間の側面図、（Ｃ）は前記光学系の第１の折返
ミラーから回転多面鏡の間の側面図である。

【図３】 （Ａ）は第１実施形態に係る光学走査装置の
レーザダイオードから回転多面鏡に至る光学系の上面
図、（Ｂ）は前記光学系のレーザダイオードから第１の
折返ミラーの間の側面図、（Ｃ）は第１の折返ミラーか
ら第２の折返ミラーの間の側面図、（Ｄ）は前記第２の
折返ミラーから回転多面鏡の間の側面図である。

【図４】 第２実施形態に係る光学走査装置の概略構成
を示す斜視図である。

【図５】 図４の光学走査装置の上面図である。

【図６】 図４の光学走査装置の側面図である。

【図７】 （Ａ）及び（Ｂ）は、複数本（図では２本）
の光ビームを同時に走査する場合には、感光体ドラムに
入射される光ビームの角度差が小さいことが好ましいこ
とを説明するための概略図である。

【図８】 複数本の光ビームを同時に走査する場合に
は、光ビームを一時的に平行光の状態とする光学系を用
いることが好ましいことを説明するための、光学系のモ
デルを副走査方向から見た概略図である。

【図９】 （Ａ）及び（Ｂ）は、図８の光学系において
コリメータレンズとシリンダレンズとの距離を変化させ
たときの複数本の光ビームの経路の変化を示す概略図で
ある。

【図１０】 （Ａ）及び（Ｂ）は、折返ミラーの反射面
を主走査方向及び副走査方向に沿って傾斜させた場合に
該折返ミラーで反射された光ビームの座標が回転するこ
とを説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光学走査装置 １２ 回転多面鏡 １４ レーザダイオード １８ 第１の折返ミラー ２０ 基準平面 ２２ シリンダレンズ ２４ 基準平面 ３４ 感光体ドラム ３８ 第２の折返ミラー ４０ 基準平面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 入射された光束を所定方向に沿って偏向する偏向手段
   と、 光束に対し光軸を中心として回転非対称な作用を及ぼす
   回転非対称光学系を含んで構成され、前記光源から入射
   された光束を前記偏向手段に結像させる第１の光学系
   と、 前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に結
   像させる第２の光学系と、 を備えた光学走査装置であって、 前記第１の光学系は、入射光束に対し反射面が偏向手段
   による偏向方向に相当する第１の方向及び該第１の方向
   に直交する第２の方向に沿って傾斜されて配置され、偏
   向手段により偏向された光束の光路を含む平面に対して
   傾斜した角度で偏向手段に光束を入射させるための第１
   の折返ミラーを備え、 前記回転非対称光学系が前記第１の折返ミラーと偏向手
   段との間に配置されており、 更に、前記回転非対称光学系と前記偏向手段の間に配置
   され、水平な基準面上に、該基準面に対して垂直に取付
   けられた第２の折返ミラーを備えている ことを特徴とす
   る光学走査装置。
2. 【請求項２】 前記回転非対称光学系が水平な基準面上
   に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学
   走査装置。
3. 【請求項３】 前記回転非対称光学系はシリンダレンズ
   であり、前記シリンダレンズに対し光束の光軸がシリン
   ダレンズの母線上に入射されるように構成したことを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の光学走査装置。