JP3358420B2

JP3358420B2 - 光学走査装置

Info

Publication number: JP3358420B2
Application number: JP01756196A
Authority: JP
Inventors: 秀継成沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: JPH09211366A

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、偏向手段による偏向方向に沿った偏向手段の
反射面の幅よりも前記偏向方向に沿った幅の広い光ビー
ムが偏向手段に入射される光学走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、良好な画質の画像を高速に記
録できる画像記録装置として、記録画像に応じて変調・
走査されて光ビーム走査装置から射出された光ビームを
感光体ドラムの周面上に照射することにより感光体ドラ
ムの周面上に潜像を形成し、この潜像を現像し、用紙に
転写することにより画像記録を行うレーザビームプリン
タが知られている。

【０００３】光ビーム走査装置は、光ビームを射出する
光源、光ビームを走査させるための回転多面鏡等の偏向
手段、走査された光ビームを結像させる走査レンズ等か
ら構成されている。光源としてはＨｅ−Ｎｅレーザやレ
ーザダイオード等が用いられることが一般的であり、こ
の光源からは画像信号に従って変調されたレーザビーム
が射出される。光源から射出されたレーザビームは、光
源と回転多面鏡との間に配置された光学系（プレポリゴ
ン光学系）を介して回転多面鏡に入射される。回転多面
鏡はモータにより３〜30ｋrpm 程度の速度で回転し、入
射されたレーザビームを偏向・走査させる。

【０００４】また、光ビーム走査装置の光学系として
は、光源から射出された光ビームを、プレポリゴン光学
系により、回転多面鏡の反射面幅よりも幅の狭い（１／
３程度の）平行光として回転多面鏡に入射する構成、す
なわちアンダフィルド(UnderFilled) タイプが広く用い
られている。アンダフィルドタイプの光学走査装置は、
光源から射出された光ビームを有効に利用することがで
きると共に、回転多面鏡により走査された光ビームのビ
ーム径及び光量が回転多面鏡による光ビームの偏向角度
に拘らず略均一となる。

【０００５】ところで、レーザビームプリンタ等の画像
記録装置では処理速度の向上、記録画像の高解像度化が
常に要求されているが、この処理速度の向上、記録画像
の高解像度化には、光ビーム走査装置の処理速度（単位
時間当りの光ビームの走査回数）の向上が必須である。

【０００６】光ビーム走査装置の単位時間当りの光ビー
ムの走査回数を向上させるには、まず回転多面鏡の回転
速度を高速化することが考えられる。しかし、回転多面
鏡を駆動するモータの回転速度は、高コストであるので
使用しないことが望ましい空気軸受をモータの軸受とし
て用いたとしても限度があり、回転多面鏡の回転速度の
高速化による処理速度の向上には限界がある。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、
反射面の面幅を変えることなく反射面の数のみ増やした
とすると、回転多面鏡の大型化、重量の増大を招き、通
常のモータでは駆動が困難となる。

【０００７】これに対し、光源から射出された光ビーム
を、プレポリゴン光学系により、回転多面鏡の反射面幅
よりも幅の広い（例えば４／３程度）平行光として回転
多面鏡に入射する構成、すなわちオーバフィルド(OverF
illed)タイプの光学走査装置では、アンダフィルドタイ
プの光学走査装置と比較して、回転多面鏡の大型化、重
量の増大を招くことなく回転多面鏡の反射面数を多くす
ることができるので、単位時間当りの光ビームの走査回
数の向上が容易であり、単位時間当りの走査回数を同じ
とした場合には回転多面鏡を駆動するモータのコストを
低減することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オーバ
フィルドタイプの光学走査装置では、回転多面鏡等の偏
向手段による走査方向に沿った各位置における光ビーム
のビーム径が大幅に変動する、という問題がある。この
問題について図１０を参照して説明する。図１０に示す
光学走査装置は、光源８０から射出された光ビームが、
コリメータレンズ８２、エキスパンドレンズ８４を透過
することにより、回転多面鏡８６の反射面幅ＡＬよりも
幅の広い平行な光ビームとされて回転多面鏡８６に入射
され、図１０の矢印Ｂ方向に回転する回転多面鏡８６で
偏向・走査されて、ｆθレンズ８８（図１０ではｆθレ
ンズを構成する複数のレンズの一部のみ示す）を透過す
る、オーバフィルドタイプである。

【０００９】この光学走査装置において、図１０（Ａ）
に示すように、光ビームが軸Ｙｓの方向に偏向される走
査開始位置(Start Of Scan、以下「ＳＯＳ」と称す）か
ら、図１０（Ｂ）に示すように、光ビームが軸Ｙｃの方
向に偏向される走査中央位置(Center Of Scan 、以下
「ＣＯＳ」と称す）を経て、図１０（Ｃ）に示すよう
に、光ビームが軸Ｙｅの方向に偏向される走査終了位置
(End Of Scan、以下「ＥＯＳ」と称す）に至る間、回転
多面鏡８６で偏向された光ビームのビーム幅Ｄは、図１
０（Ａ）乃至（Ｃ）にＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃として各々示す
ように、次第に小さくなる（Ｄ₁＞Ｄ₂＞Ｄ₃）。

【００１０】より詳しくは、回転多面鏡８６の反射面数
をｎ、回転多面鏡８６に内接する円の直径をｄ、回転多
面鏡８６に入射される光ビームの光軸Ｌ₁とＣＯＳのと
きに回転多面鏡８６から射出される光ビームの光軸Ｌ₂
との成す角度をφ、偏向角度をθ（但しＣＯＳではθ＝
０、ＳＯＳ側ではθ＜０、ＥＯＳ側ではθ＞０とする）
とすると、光ビームのビーム幅Ｄは、以下の（１）式で
表される。

【００１１】Ｄ＝ｔａｎ(360°÷２ｎ) ×ｄ×ｃｏｓ（φ÷２＋θ） …（１）（１）式より、ビーム幅Ｄが偏向角度θに応じて変化す
ることが理解できる。

【００１２】また、上述したビーム幅Ｄの変化に伴い、
光学系の焦点距離ｆをビーム幅Ｄで除算した値に相当す
るＦナンバーについては、ＳＯＳからＥＯＳに向かって
次第に大きくなるように変化する。被走査面上を走査さ
れる光ビームのビーム径は、光ビームの波長λとＦナン
バーとの積に略正比例するので、光ビームのビーム径に
ついてもＳＯＳからＥＯＳに向かって次第に大きくなる
ように変化することになり、１回の走査における光ビー
ムのビーム径の変動量が大きいという問題があった。

【００１３】上述したオーバフィルドタイプの光学走査
装置における光ビームのビーム径の変動を抑制するため
に、特開平 6-59209号公報には、回転多面鏡に対し、光
ビーム偏向範囲の中央（正面）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
の光学走査装置では、回転多面鏡に入射される光ビーム
を透過しかつ回転多面鏡で反射・偏向された光ビームを
鉛直方向上方側へ反射する偏光ビームスプリッタを設け
る必要があるので、構成が複雑になりコストが嵩むと共
に、光学走査装置の小型化が困難であった。

【００１４】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、構造が簡単で、光ビームのビーム径の変動を抑制す
ることができる光学走査装置を得ることが目的である。

【００１５】

【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、入射された光ビームを反射面
で反射して偏向すると共に、前記反射面の向きを所定方
向に沿って変化させることにより、入射された光ビーム
の偏向方向を前記所定方向に沿って変化させる偏向手段
を備え、前記偏向手段に対し、前記所定方向に沿った前
記反射面の幅よりも前記所定方向に沿った幅の広い光ビ
ームが、前記偏向手段により偏向された光ビームが通過
する偏向範囲の側方より入射される光学走査装置であっ
て、前記反射面が前記偏向範囲内の入射光ビームの光路
に近い側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向する
向きとなっているときには、前記所定方向に沿った前記
反射面の一部の範囲には入射光ビームが照射されず、少
なくとも前記反射面が前記偏向範囲内の入射光ビームの
光路と反対側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向
する向きとなっているときには、前記所定方向に沿った
前記反射面の全範囲に入射光ビームが照射されるよう
に、偏向手段に対する入射光ビームの照射範囲が調整さ
れていることを特徴としている。

【００１６】偏向手段に対し、偏向手段による偏向方向
に沿った反射面の幅よりも偏向方向に沿った幅の広い光
ビームを入射する構成の従来の光学走査装置では、偏向
手段の偏向角度に拘らず、偏向手段による偏向方向に沿
った偏向手段の反射面の全範囲に光ビームを照射するの
で、偏向手段の反射面が、偏向範囲内の入射光ビームの
光路に近い側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向
する向きとなっているときに、図１０（Ａ）にも示すよ
うに、偏向手段から射出される光ビームのビーム幅は最
大又は最大に近い大きさとなる。

【００１７】これに対し、請求項１記載の発明では、偏
向手段の反射面が、偏向範囲内の入射光ビームの光路に
近い側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向する向
きとなっているときには、所定方向（偏向手段による偏
向方向）に沿った反射面の一部の範囲には入射光ビーム
が照射されないように、偏向手段に対する入射光ビーム
の照射範囲が調整されているので、従来と比較して、偏
向手段から射出される光ビームのビーム幅は小さくな
る。

【００１８】また、少なくとも反射面が偏向範囲内の入
射光ビームの光路と反対側の端部又はその付近へ入射光
ビームを偏向する向きとなっているときには、所定方向
に沿った反射面の全範囲に入射光ビームが照射されるよ
うに、偏向手段に対する入射光ビームの照射範囲が調整
されているので、このときに偏向手段から射出される光
ビームのビーム幅は従来と同じく小さい。

【００１９】従って、偏向手段の反射面の向き（光ビー
ムの偏向角度）の変化に伴う偏向手段から射出される光
ビームのビーム幅の変動幅が小さくなるので、光ビーム
のビーム径の変動を抑制することができる。また、ビー
ム径の変動の抑制を、偏向手段に対する入射光ビームの
照射範囲を調整することにより実現できるので、構成も
簡単で済む。

【００２０】ところで、偏向手段に対する入射光ビーム
の照射範囲の調整は、例えば光源から射出される光ビー
ムの向き、或いは光源と偏向手段との相対位置を変化さ
せることによって実現できるが、請求項２に記載したよ
うに、光源と偏向手段との間に、光源から射出された光
ビームの光軸と直交しかつ所定方向に対応する方向と直
交する軸に関して非対称な開口を有するアパーチャを配
置することにより、偏向手段に対する入射光ビームの照
射範囲を調整するようにしてもよい。

【００２１】請求項２の発明によれば、既存の光ビーム
走査装置に対し、光源から射出される光ビームの向きや
光源と偏向手段との相対位置を変化させることなく、光
源と偏向手段との間にアパーチャを配置するのみで、偏
向手段に対する入射光ビームの照射範囲の調整を実現で
きるので、本発明に係る光ビーム走査装置の設計が容易
になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。

【００２３】〔第１実施形態〕図１には、本第１実施形
態に係る光学走査装置１０が示されている。光学走査装
置１０の筐体１０Ａの略中央には、本発明の偏向手段と
しての回転多面鏡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、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・走査される。また回転多面鏡１２の光ビーム射出側
には、２個のレンズ１４Ａ、１４Ｂから成るｆθレンズ
１４が配置されており、回転多面鏡１２で偏向された光
ビームはｆθレンズ１４を透過する。

【００２５】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。

【００２６】また回転多面鏡１２による光ビームの偏向
範囲の側方には、光源としてのレーザダイオード（以
下、ＬＤという）１６が配設されている。ＬＤ１６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。ＬＤ１６の光
ビーム射出側には、コリメータレンズ１８、エキスパン
ドレンズ２０が順に配置されている。ＬＤ１６から射出
された光ビームは、コリメータレンズ１８、エキスパン
ドレンズ２０により、主走査方向に沿ったビーム幅が回
転多面鏡１２の反射面の面幅よりも広い平行な光ビーム
とされて回転多面鏡１２に入射される（オーバフィルド
タイプ）。

【００２７】また図２には、回転多面鏡１２の反射面
（複数の反射面のうち入射光ビームをｆθレンズ１４へ
向けて反射する状態となっている反射面、以下「主反射
面」と称する）が、入射された光ビームを光ビームの偏
向範囲のうち入射光ビームの光路に近い側の端部（本実
施形態ではＳＯＳに相当）へ向けて反射する向きとなっ
ているときの状態が示されており、図３には、入射され
た光ビームを光ビームの偏向範囲の中央（ＣＯＳ）へ向
けて反射する向きとなっているときの状態が示されてお
り、図４には、入射された光ビームを光ビームの偏向範
囲のうち入射光ビームの光路に近い側と反対側の端部
（本実施形態ではＥＯＳに相当）へ向けて反射する向き
となっているときの状態が示されている。

【００２８】図２に示すように、ＬＤ１６は、ＬＤ１６
から射出された光ビームの光軸Ｌ₁（図２に一点鎖線で
示す）が、図２に二点鎖線で示す通常の場合の光軸Ｌ₀
（図１０に示した光軸と同一の向き）に対し、ｆθレン
ズ１４に近づく側に若干傾くように向きが調整されてい
る。これにより、回転多面鏡１２の主反射面がＳＯＳに
相当する向きとなっているときには、図２に破線で示す
光ビームの照射範囲の境界が回転多面鏡１２の主反射面
上に位置する（図２に破線で囲んで示す部分）ことにな
り、主走査方向に沿った主反射面の一部の範囲には光ビ
ームが照射されないことになる。

【００２９】この主反射面上の光ビームが照射されない
範囲は、回転多面鏡１２が図２矢印Ａ方向に回転するの
に伴って徐々に狭くなり、回転多面鏡１２が所定量以上
以上回転すると主走査方向に沿った主反射面の全範囲に
光ビームが照射される。これにより、回転多面鏡１２の
主反射面がＣＯＳに相当する向きとなっているとき、及
び回転多面鏡１２の主反射面がＥＯＳに相当する向きと
なっているときには、図３及び図４にも示すように、回
転多面鏡１２に入射された光ビームは、主走査方向に沿
った主反射面の全範囲に照射される。

【００３０】また、ｆθレンズ１４の光ビーム射出側に
は平面ミラー２２が配置されており、平面ミラー２２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１８の面倒れ補正を行うためのシリンダミラー
２４が配置されている。シリンダミラー２４の光ビーム
射出側には、筐体１０Ａ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１０Ａ
内への塵埃の侵入を防止するためのウインドウ２６が取
付けられている。ｆθレンズ１４を透過した光ビーム
は、平面ミラー２２、シリンダミラー２４で順に反射さ
れ、ウインドウ２６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２８が配置されており、ウインドウ２６を透過
した光ビームは、前述したｆθレンズ１４の作用によ
り、感光体ドラム２８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２８の周面上を
一定速度で走査される。感光体ドラム２８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２８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】次に本第１実施形態の作用を説明する。図
１０（Ａ）に示すように、従来のオーバフィルドタイプ
の光学系では、回転多面鏡の主反射面が、入射された光
ビームを光ビームの偏向範囲のうち入射光ビームの光路
に近い側の端部へ向けて反射する向きとなっているとき
に、回転多面鏡で反射された光ビームのビーム幅が最大
となる。

【００３３】これに対し本第１実施形態では、回転多面
鏡１２の主反射面が、入射された光ビームを光ビームの
偏向範囲のうち入射光ビームの光路に近い側の端部へ向
けて反射する向き（ＳＯＳに相当する向き）となってい
るときには、図２に示すように、主走査方向に沿った主
反射面の一部の範囲には入射光ビームが照射されないよ
うに、ＬＤ１６の向きが調整されて回転多面鏡１２に対
する入射光ビームの照射範囲が調整されているので、従
来と比較して、回転多面鏡１２から射出される光ビーム
のビーム幅は小さくなる。

【００３４】また、回転多面鏡１２の主反射面上の光ビ
ームが照射されない範囲は、回転多面鏡１２が図２矢印
Ａ方向に回転するのに伴って徐々に狭くなり、図３及び
図４に示すように、回転多面鏡１２の主反射面が、入射
された光ビームを光ビームの偏向範囲の中央へ向けて反
射する向き（ＣＯＳに相当する向き）となっているとき
や、入射された光ビームを光ビームの偏向範囲のうち入
射光ビームの光路に近い側と反対側の端部へ向けて反射
する向き（ＥＯＳに相当する向き）となっているときに
は、主走査方向に沿った主反射面の全範囲に入射光ビー
ムが照射されるので、このときに回転多面鏡１２から射
出される光ビームのビーム幅は従来と同じく小さい。

【００３５】従って、回転多面鏡１２の主反射面の向き
（光ビームの偏向角度）の変化に伴う光ビームのビーム
幅の変動の幅が小さくなるので、主走査方向に沿った各
位置における光ビームのビーム径の変動を抑制すること
ができる。また、光ビームを回転多面鏡１２の正面から
入射させるために偏光ビームスプリッタ等の光学部品を
新たに設ける必要もないので、構成を簡単にすることが
できる。

【００３６】なお、上記ではＬＤ１６の向きを変えるこ
とにより、回転多面鏡１２に対する光ビームの照射範囲
を調整するようにした例を説明したが、ＬＤ１６の向き
を変えることなく、ＬＤ１６と回転多面鏡１２との相対
位置を変化させる（例えばＬＤ１６から射出される光ビ
ームの光軸がｆθレンズ１４に近づく側に平行移動する
ようにＬＤ１６の位置を変化させる）ことにより、光ビ
ームの照射範囲を調整するようにしてもよい。

【００３７】〔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。

【００３８】図５に示すように、本第２実施形態ではＬ
Ｄ１６から射出される光ビームの光軸を傾斜させておら
ず、回転多面鏡１２に対し、図２に光軸Ｌ₀として示す
光軸の向きと同一の向きで光ビームが入射される。また
本第２実施形態では、エキスパンドレンズ２０の光ビー
ム射出側に、光ビームの光軸と直交しかつ主走査方向に
対応する方向と直交する軸（図５の紙面に垂直な方向に
沿った軸）に関して非対称の開口を有するアパーチャ３
２（請求項２に記載のアパーチャに対応）が設けられて
いる。

【００３９】図６にはアパーチャ３２をＬＤ１６側から
見た正面図を示しているが、この図６からも明らかなよ
うに、アパーチャ３２の開口３２Ａは矩形状とされ、開
口３２Ａの主走査方向に対応する方向（図６の左右方
向）に沿った長さが、ＬＤ１６から射出された光ビーム
の全光束を通過させる長さに対して長さｍだけ短くされ
ており、かつ開口３２Ａの中心が、光軸Ｌ₀が通過する
位置から主走査方向に対応する方向に沿って長さｍだけ
図６の左方向にオフセットされている。なお、以下では
ｍを遮蔽量と称する。

【００４０】次に本第２実施形態の作用を説明する。ア
パーチャ３２の開口３２Ａの図６右側の端部よりも外側
の部分は、ＬＤ１６から射出された光ビームのうち、回
転多面鏡１２の主反射面が、入射された光ビームを光ビ
ームの偏向範囲のうち入射光ビームの光路に近い側の端
部又はその近傍へ向けて反射する向きとなっているとき
に回転多面鏡の主反射面に入射する光束が通過する位置
であるので、図５からも明らかなように、回転多面鏡１
２の主反射面が、入射された光ビームを光ビームの偏向
範囲のうち入射光ビームの光路に近い側の端部へ向けて
反射する向き（ＳＯＳに相当する向き）となっていると
きには、主反射面に入射される光ビームの一部がアパー
チャ３２によってけられ、主走査方向に沿った主反射面
の一部の範囲には光ビームは照射されない。

【００４１】また、回転多面鏡１２の主反射面上の光ビ
ームが照射されない範囲は、回転多面鏡１２が図５矢印
Ａ方向に回転するのに伴って徐々に狭くなり、図示は省
略するが、回転多面鏡１２の主反射面が、入射された光
ビームを光ビームの偏向範囲の中央へ向けて反射する向
き（ＣＯＳに相当する向き）となっているときや、入射
された光ビームを光ビームの偏向範囲のうち入射光ビー
ムの光路に近い側と反対側の端部へ向けて反射する向き
（ＥＯＳに相当する向き）となっているときには、主走
査方向に沿った主反射面の全範囲に入射光ビームが照射
されるので、このときに回転多面鏡１２から射出される
光ビームのビーム幅は従来と同じく小さい。

【００４２】なお、アパーチャ３２の遮蔽量ｍは、一例
として、回転多面鏡１２の反射面数をｎ、回転多面鏡１
２に内接する円の直径をｄ、回転多面鏡１２に入射され
る光ビームの光軸Ｌ₁とＣＯＳのときに回転多面鏡１２
から射出される光ビームの光軸Ｌ₂との成す角度をφ、
偏向角度をθ（但しＣＯＳではθ＝０、ＳＯＳ側ではθ
＜０、ＥＯＳ側ではθ＞０とする）としたときに、ＳＯ
Ｓのときの光ビームのビーム幅Ｄが、Ｄ＝ｔａｎ(360°÷２ｎ) ×ｄ×ｃｏｓ（φ÷２−θ） …（２）上記の（２）式を満足するように設定することが好まし
い。これにより、ＳＯＳのときのビーム幅Ｄが、（１）
式によって求まるＥＯＳのときのビーム幅Ｄと理論的に
等しくなる。

【００４３】このように、本第２実施形態において
も、、回転多面鏡１２の主反射面の向き（光ビームの偏
向角度）の変化に伴う光ビームのビーム幅の変動の幅が
小さくなるので、主走査方向に沿った各位置における光
ビームのビーム径の変動を抑制することができる。ま
た、光ビームを回転多面１２の正面から入射させるため
に偏光ビームスプリッタ等の光学部品を新たに設ける必
要もないので、構成を簡単にすることができる。

【００４４】また本第２実施形態では、ＬＤ１６の向き
を変化させることなく、非対称の開口３２Ａを有するア
パーチャ３２を設けることにより回転多面鏡１２への光
ビームの照射範囲を調整しているので、光学走査装置１
０の設計が容易となる。

【００４５】なお、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。

【００４６】また上記では、回転多面鏡１２の主反射面
が、入射された光ビームを光ビームの偏向範囲のうち入
射光ビームの光路に近い側の端部へ向けて反射する向き
から、入射された光ビームを光ビームの偏向範囲のうち
入射光ビームの光路に近いと反対側の端部へ向けて反射
する向きへ変化することにより光ビームの偏向を行う場
合を説明したが、本発明は、主反射面の向きが上記と逆
の方向に変化して光ビームの偏向を行う場合（回転多面
鏡から射出される光ビームのビーム幅が、ＳＯＳからＥ
ＯＳへ向けて次第に大きくなる場合）にも適用可能であ
ることは言うまでもない。

【００４７】更に、第２実施形態ではアパーチャ３２を
エキスパンドレンズ２０の光ビーム射出側に配置した例
を説明したが、ＬＤ１６とコリメータレンズ１８の間に
配置しても、コリメータレンズ１８とエキスパンドレン
ズ２０との間に配置してもよい。但し、上記の実施形態
では、ＬＤ１６から射出された光ビームがエキスパンド
レンズ２０を透過することにより平行かつ幅広の光ビー
ムとされるので、アパーチャ３２をエキスパンドレンズ
２０の光ビーム射出側に配置した方が、光ビームの光軸
方向に沿ってアパーチャ３２の取付位置についての自由
度が向上するので好ましい。

【００４８】また、上記では光源としてＬＤ１６を用い
た例を説明したが、これに限定されるものではなく、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ等のガスレーザを適用してもよい。光源
としてガスレーザを適用した場合には、ビーム拡張装置
を用いれば、光ビームを回転多面鏡の反射面幅よりも幅
広とすることができる。また、ガスレーザから射出され
る光ビームは円偏光であるが、この円偏光の光ビームを
そのまま用いてもよいし、直線偏光の光ビームに変えて
用いてもよい。

【００４９】更に、上述した光ビームの照射範囲の調整
に加え、更に光ビームのビームウエスト位置が感光体ド
ラム２８の周面上からずれるように光ビームをデフォー
カスするようにしてもよい。これにより、後述するよう
に、主走査方向に沿った各位置におけるビーム径は全体
的に大きくなるものの、主走査方向に沿った各位置にお
けるビーム径の変動幅を更に小さくすることができる。

【００５０】

【実施例】次に第２実施形態で説明した光学走査装置１
０に対し、主走査方向に沿った各位置における光ビーム
のビーム径及び光量のシミュレーションを行った結果に
ついて図７乃至図９を参照して説明する。

【００５１】図７は、遮蔽量ｍを２段階に変化させ、感
光体ドラム２８の周面上に結像される光ビームのビーム
径を主走査方向に沿った各位置で測定した結果を示す。
図７からも明らかなように、アパーチャ３２を設けるこ
とにより、ＳＯＳ及びその付近においてのみ光ビームの
ビーム径が大きくなっており、ＥＯＳ又はその付近にお
ける光ビームのビーム径との差は小さくなっている。従
って、従来はＳＯＳからＥＯＳにかけて単調増加してい
たビーム径が、アパーチャ３２を設けることによりＣＯ
Ｓを中心として対称に近い変化となっている。

【００５２】図７において、遮蔽量ｍ：大とした場合で
は、ＳＯＳからＥＯＳに至る間の光ビームのビーム径の
変動幅が、アパーチャ３２を設けていない従来よりも大
きくなっているが、図７において、遮蔽量ｍ：小とした
場合では、ビーム径の変動幅は小さくなっており、遮蔽
量ｍとして適正な値を設定することにより、ビーム径の
変動を抑制できることが理解できる。

【００５３】また図８は、遮蔽量ｍを２段階に変化さ
せ、感光体ドラム２８の周面上に照射される光ビームの
光量を主走査方向に沿った各位置で測定した結果を示
す。なお図８では、感光体ドラム２８の周面上に照射さ
れる光ビームの光量を、ＬＤ１６から射出される光ビー
ムの光量に対する比として示している。図８からも明ら
かなように、アパーチャ３２を設けることによりＳＯＳ
及びその付近においてのみ光ビームの光量が低下してお
り、ＥＯＳ又はその付近における光ビームの光量との差
は小さくなっている。従って、光量についても、アパー
チャ３２を設けることによりＣＯＳを中心としてより対
称に近い分布となる。

【００５４】図９は、アパーチャ３２を設け、更に光ビ
ームをデフォーカスして（光ビームのビームウエスト位
置を感光体ドラム２８の周面上からずらす）、光ビーム
のビーム径を測定した結果を示す。光ビームをデフォー
カスした場合、図８からも明らかなように、主走査方向
に沿った各位置におけるビーム径は全体的に大きくなる
ものの、ＳＯＳ及びその付近における光ビームのビーム
径と、ＥＯＳ又はその付近における光ビームのビーム径
との差は更に小さくなっており、ビーム径の変動を更に
抑制することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、偏向手段の反射面が偏向範囲内の入射光ビームの光
路に近い側の端部又はその付近へ光ビームを偏向する向
きとなっているときには、所定方向に沿った反射面の一
部の範囲には入射光ビームが照射されず、少なくとも反
射面が偏向範囲内の入射光ビームの光路と反対側の端部
又はその付近へ光ビームを偏向する向きとなっていると
きには、所定方向に沿った反射面の全範囲に入射光ビー
ムが照射されるように、偏向手段に対する入射光ビーム
の照射範囲が調整するようにしたので、構造が簡単で、
光ビームのビーム径の変動を抑制することができる、と
いう優れた効果を有する。

【００５６】請求項２記載の発明は、光源と偏向手段と
の間に、光源から射出された光ビームの光軸と直交しか
つ所定方向に対応する方向と直交する軸に関して非対称
な開口を有するアパーチャを配置することにより、偏向
手段に対する入射光ビームの照射範囲を調整するので、
上記効果に加え、装置の設計が容易になる、という効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本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２】第１実施形態において、回転多面鏡の反射面
が、偏向範囲内の入射光ビームの光路に近い側の端部
（ＳＯＳに相当する位置）へ入射光ビームを偏向する向
きとなっている状態を示す平面図である。

【図３】第１実施形態において、回転多面鏡の反射面
が、偏向範囲内の中央（ＣＯＳに相当する位置）へ入射
光ビームを偏向する向きとなっている状態を示す平面図
である。

【図４】第１実施形態において、回転多面鏡の反射面
が、偏向範囲内の入射光ビームの光路に近い側と反対側
の端部（ＥＯＳに相当する位置）へ入射光ビームを偏向
する向きとなっている状態を示す平面図である。

【図５】第２実施形態において、回転多面鏡の反射面
が、偏向範囲内の入射光ビームの光路に近い側の端部
（ＳＯＳに相当する位置）へ入射光ビームを偏向する向
きとなっている状態を示す平面図である。

【図６】第２実施形態に係るアパーチャーをＬＤ側から
見た正面図である。

【図７】アパーチャによる光ビームの遮蔽量ｍを２段階
に変化させたときの、主走査方向に沿った各位置での光
ビームのビーム径をシミュレーションした結果を示す線
図である。

【図８】アパーチャによる光ビームの遮蔽量ｍを２段階
に変化させたときの、主走査方向に沿った各位置での光
ビームの光量をシミュレーションした結果を示す線図で
ある。

【図９】アパーチャを設けると共に光ビームをデフォー
カスしたときの、主走査方向に沿った各位置での光ビー
ムのビーム径をシミュレーションした結果を示す線図で
ある。

【図１０】従来のオーバフィルド光学系の問題点を説明
するための、（Ａ）は光ビームがＳＯＳへ偏向されてい
る状態、（Ｂ）は光ビームがＣＯＳへ偏向されている状
態、（Ｃ）は光ビームがＥＯＳへ偏向されている状態を
各々示す平面図である。

【符号の説明】

１０光学走査装置１２回転多面鏡１６ＬＤ（レーザダイオード）３２アパーチャ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射された光ビームを反射面で反射して
偏向すると共に、前記反射面の向きを所定方向に沿って
変化させることにより、入射された光ビームの偏向方向
を前記所定方向に沿って変化させる偏向手段を備え、前記偏向手段に対し、前記所定方向に沿った前記反射面
の幅よりも前記所定方向に沿った幅の広い光ビームが、
前記偏向手段により偏向された光ビームが通過する偏向
範囲の側方より入射される光学走査装置であって、前記反射面が前記偏向範囲内の入射光ビームの光路に近
い側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向する向き
となっているときには、前記所定方向に沿った前記反射
面の一部の範囲には入射光ビームが照射されず、少なく
とも前記反射面が前記偏向範囲内の入射光ビームの光路
と反対側の端部又はその付近へ入射光ビームを偏向する
向きとなっているときには、前記所定方向に沿った前記
反射面の全範囲に入射光ビームが照射されるように、偏
向手段に対する入射光ビームの照射範囲が調整されてい
ることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】光源と前記偏向手段との間に、前記光源
から射出された光ビームの光軸と直交しかつ前記所定方
向に対応する方向と直交する軸に関して非対称な開口を
有するアパーチャを配置することにより、前記偏向手段
に対する入射光ビームの照射範囲が調整されていること
を特徴とする請求項１記載の光学走査装置。