JP3450579B2 - 走査光学系及びそれを有する画像形成装置 - Google Patents
走査光学系及びそれを有する画像形成装置Info
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Description
を有する画像形成装置に関し、特に装置全体の小型化を
図りつつ複数のレーザ光(光ビーム)を用いて被走査面
上の異なる位置を同時に光走査し、画像情報の形成を行
なうようにした走査光学系(マルチビーム走査光学系)
及びそれを有する画像形成装置に関するものである。
転軸を含む副走査方向の要部断面図(副走査断面図)で
ある。
光部62から放射したレーザ光(光ビーム)はコリメー
ターレンズ63により略平行なレーザ光となり、副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ
61に入射している。シリンドリカルレンズ61に入射
した平行なレーザ光のうち主走査断面においては、その
まま平行なレーザ光の状態で射出している。又副走査断
面においては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器
64の偏向面(反射面)64a近傍にほぼ線像として結
像している。このときレーザ光は副走査断面内で偏向面
64aに対して垂直入射している。そして光偏向器64
の偏向面64aで偏向されたレーザ光は結像光学系(不
図示)を介して被走査面(不図示)上に導光され、該光
偏向器64を矢印A方向に回転させることにより、該被
走査面上を主走査方向に光走査して画像情報の記録を行
なっている。このように副走査方向で光偏向器64近く
に集光する方式は倒れ補正光学系と一般に呼ばれてい
る。
の異なる複数の領域に複数のレーザ発光部から放射され
た複数のレーザ光を用いて同時に露光し、複数の色の画
像を得るようにしたマルチビーム走査光学系が種々と提
案されている。
て複数のレーザ光を用いて感光体面上の異なる複数の位
置に、該複数のレーザ光を照射させる場合には、従来以
下に示す方法が採られていた。
波長のレーザ光を入射させ、該光偏向器で偏向させた
後、光路分離を色分解(波長分離)により行なう。
ザ光を入射させ、該光偏向器で偏向させた後、光路分離
を空間分離により行なう。
した方法は複数の走査光学系を必要とし、これは大き
なスペースを必要し、かつ装置全体の大型化やコストア
ップにつながるという問題点がある。又上記に示した方
法は複数の異なる波長のレーザ光や色分解する為の大
型のダイクロイックミラーを必要とし、又像面に設けら
れる受光体(感光体)の分光感度分布によって使用でき
るレーザ光の波長が限られてしまうという問題点があ
る。
光偏向器に1種類のレーザ発光部(レーザ光源)を複数
個用いるので、上記に示した方法,に比べてメリッ
トが大きい。
を利用して行なう場合、光偏向器(ポリゴンミラー)の
偏向面に対して複数のレーザ光を斜入射させる必要があ
る。例えば図6に示したレーザ発光部62、コリメータ
ーレンズ63そしてシリンドリカルレンズ61等を有す
る入射光学系60を図7に示すように光偏向器64の偏
向面64aに対して副走査方向に斜めに配置することに
よって、2つのレーザ光を該偏向面64aに斜入射させ
ることができる。
62a,62b、コリメーターレンズ63a,63bそ
してシリンドリカルレンズ61a,61b等の各光学要
素が副走査方向に干渉しないように、例えば2つのレー
ザ発光部62a,62b間や2つのコリメーターレンズ
63a,63b間等のスペースをかなり広く採る必要が
あり、この為装置全体の小型化を図る上で大きな障害と
なっていた。
パラレル(平行)に配設し、該複数のレーザ発光部から
放射したレーザ光を光偏向器の偏向面に対してパラレル
に入射させ、空間分離を行なう方法もある。
受光部(偏向面)を副走査方向に大きくする必要が生
じ、その結果、該光偏向器が大型化になると共に該光偏
向器を駆動する駆動系の負荷も増大してしまうという問
題点があった。
光偏向器との間の光路中に設けた正の屈折力の光学素子
を有する斜入射光学系の光軸を該コリメートレーザ光源
部の光軸に対して平行シフト(偏心)させることによ
り、装置全体の小型化を図りつつ、複数のレーザ光で被
走査面上を同時に光走査することができる走査光学系及
びそれを有する画像形成装置の提供を目的とする。
学系は、複数のコリメートレーザ光源部から射出される
複数のレーザ光を斜入射光学系により光偏向器の偏向面
近傍で交差させ、該光偏向器で偏向させた後、結像手段
により被走査面上の異なる位置に導光し、該被走査面上
を該複数のレーザ光で同時に光走査する走査光学系であ
って、 該斜入射光学系は光軸が該複数のコリメートレー
ザ光源部の光軸に対して平行シフトした正の屈折力の光
学素子を有し、該光学素子は、光軸に対して垂直方向に
複数の光学要素に分割されており、該複数の光学要素が
該複数のコリメートレーザ光源部にそれぞれ対応して配
設されていることを特徴としている。
て前記斜入射光学系に入射する複数のレーザ光は、該斜
入射光学系の光軸に対して略平行に入射していることを
特徴としている。 請求項3の発明は、請求項1又は2の
発明において前記斜入射光学系により集光される複数の
レーザ光の集光位置近傍に前記光偏向器の偏向面が位置
するように構成したことを特徴としている。 請求項4の
発明は、請求項1、2又は3の発明において前記斜入射
光学系はシリンドリカルレンズより成ることを特徴とし
ている。 請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の
発明において前記複数のコリメートレーザ光源部は各々
レーザ発光部と、該レーザ発光部に対応して設けたコリ
メーターレンズとを有していることを特徴としている。
請求項6の発明は、請求項5の発明において前記複数の
レーザ発光部のうち少なくとも一部のレーザ発光部は同
一の基板上に設けられていることを特徴としている。
リメートレーザ光源部から射出される複数のレーザ光を
該コリメートレーザ光源部に対応して設けた複数の斜入
射光学系により光偏向器の偏向面近傍で交差させ、該光
偏向器で偏向させた後、結像手段により被走査面上の異
なる位置に導光し、該被走査面上を該複数のレーザ光で
同時に光走査する走査光学系であって、 該複数の斜入射
光学系は各々正の屈折力の光学素子とプリズムとを有
し、かつ該複数の斜入射光学系の光軸がそれぞれ対応す
る該コリメートレーザ光源部の光軸に対して平行シフト
していることを特徴としている。
て前記複数の斜入射光学系に入射するそれぞれのレーザ
光は対応する該斜入射光学系の光軸に対して略平行に入
射していることを特徴としている。 請求項9の発明は、
請求項7又は8の発明において前記複数の斜入射光学系
により集光される複数のレーザ光の集光位置近傍に前記
光偏向器の偏向面が位置するように構成したことを特徴
としている。 請求項10の発明は、請求項7の発明にお
いて前記複数のコリメートレーザ光源部は各々レーザ発
光部と、該レーザ発光部に対応して設けたコリメーター
レンズとを有していることを特徴としている。請求項1
1の発明は、請求項10の発明において前記複数のレー
ザ発光部のうち少なくとも一部のレーザ発光部は同一の
基板上に設けられていることを特徴としている。 請求項
12の発明は、請求項1から11のいずれか1項の発明
において前記斜入射光学系の光軸は前記複数のコリメー
トレーザ光源部の光軸に対して副走査断面内で平行シフ
トしていることを特徴としている。 請求項13の発明の
画像形成装置は、請求項1〜12のいずれか1項に記載
の走査光学系と、被走査面としての感光ドラムと、を備
えたことを特徴としている。
軸を含む副走査方向の主要部分の要部断面図(副走査断
面図)である。図2は本発明の参考例1の副走査方向に
おける屈折力配置を示す要部断面図である。
コリメートレーザ光源部であり、例えば半導体レーザよ
り成るレーザ発光部(レーザーチップ)2a(2b)と
該レーザ発光部2a(2b)に対応して設けたコリメー
ターレンズ3a(3b)とを有している。本参考例にお
ける各々のレーザ発光部2a,2bは異なる基板21
a,21b上にそれぞれ設けられており、コリメーター
レンズ3a(3b)はレーザ発光部2a(2b)から放
射したレーザ光(光ビーム)を略平行なレーザ光とし
て、後述する斜入射光学系1に光軸Cに対して平行入射
させている。
する光学素子としてのシリンドリカルレンズ(シリンダ
ーレンズ)より成っており、該シリンドリカルレンズ1
は副走査方向にのみ正の屈折力を有し、かつ該シリンド
リカルレンズ1の光軸Cを2つのコリメートレーザ光源
部10a,10bの光軸Dに対して平行シフト(偏心)
させている。本参考例ではこの斜入射光学系1により2
つのコリメートレーザ光源部10a,10bから射出し
た複数のレーザ光を副走査断面内において後述する光偏
向器の偏向面に対してほぼ同じ入射角度で斜入射させ、
その後光路分離を空間分離により行なっている。4は光
偏向器であり、例えばポリゴンミラーより成っており、
斜入射光学系1により集光される複数のレーザ光の集光
位置4b近傍に、該光偏向器4の偏向面(反射面)4a
が位置するように配設しており、モータ等の駆動手段
(不図示)により矢印A方向に一定速度で回転してい
る。
特性を有する2つのfθレンズ(結像光学系)5a,5
bを有しており、該2つのfθレンズ5a,5bは2つ
のレーザ発光部2a,2bから放射されたレーザ光に対
応してそれぞれ設けており、光偏向器4で偏向された画
像情報に基づくレーザ光を被走査面としての感光ドラム
面6の異なる位置6a,6bにそれぞれ結像させてい
る。
a,2bから放射したレーザ光(光ビーム)は、該レー
ザ発光部2a,2bと対応するコリメーターレンズ3
a,3bにより略平行なレーザ光となり、シリンドリカ
ルレンズ1に入射している。シリンドリカルレンズ1に
入射した平行レーザ光のうち主走査断面においては、そ
のまま平行レーザ光の状態で射出する。又副走査断面に
おいては集束して光偏向器4の偏向面(反射面)4a近
傍にほぼ線像として結像している。このとき2つのレー
ザ光は偏向面4aに対してほぼ同じ入射角度で斜入射し
ている。そして光偏向器4の偏向面4aで偏向された2
つのレーザ光はそれぞれ対応するfθレンズ5a,5b
を介して被走査面6上の異なる位置6a,6bに同時に
結像している。そして光偏向器4を矢印A方向に回転さ
せることによって被走査面6上を主走査方向に光走査し
て画像情報の記録を行なっている。
はコリメートレーザ光源部10a,10b側のレンズ面
(入射面)形状を凸面形状、光偏向器4側のレンズ面
(出射面)形状を凹面形状として形成しており、又入射
面側の凸面形状を副走査断面と直交する主走査断面にお
いてR=∞のシリンダー形状としている。本参考例では
このようにシリンドリカルレンズ1を凸平レンズとする
ことにより製造を容易とし、低コスト化を図っている。
又本参考例では図6に示した従来の走査光学系に比べて
NA(開口数)が小さくなる傾向があるので収差補正
上、非球面形状を採用している。又本参考例ではシリン
ドリカルレンズ1の入射面側を上記の如く凸面形状とす
ることにより、コリメーターレンズ3a,3bで変換さ
れた2つの平行レーザ光の一部が該入射面で表面反射し
ても、レーザ発光部2a,2b側に戻らないようにして
いる。これによりレーザ発光部2a,2bの動作(発
光)の安定性を図っている。
を2つより構成したが、これに限らず3つ以上用いて構
成しても良い。
ートレーザ光源部10a,10bから射出される2つの
レーザ光を光偏向器4の偏向面4aに対してほぼ同じ入
射角度で斜入射させているが、入射角度を揃える必要性
はなく、場合によっては1つのレーザ光を偏向面4aに
対して垂直入射、他のレーザ光を斜入射させて構成して
も良い。
ンズ5a,5bを2つのレーザ光に対応してそれぞれ設
けたが、これに限らず、例えば共用化して1つのfθレ
ンズで2つのレーザ光を被走査面上の異なる位置に結像
させても良い。
に入射する2つのレーザ光の斜入射角度を小さくして、
該偏向面4a以降の適所の光路中に分離反射ミラーを設
けると、被走査面上における2つのレーザ光の結像位置
を調整することもできる。
コリメートレーザ光源部10a,10bを副走査方向に
沿って平行に配置し、かつ接近して配置することによ
り、デッドスペースを不要とし、これにより装置全体の
小型化を図っている。又2つのレーザ光の集光位置近傍
に光偏向器4の偏向面4aが位置するように配置したこ
とにより、該光偏向器(偏向面)4の薄型化も図ること
ができる。
転軸を含む副走査方向の主要部分の要部断面図(副走査
断面図)である。同図において図1に示した要素と同一
要素には同符番を付している。
点は斜入射光学系を構成するシリンドリカルレンズを光
軸に対して垂直方向に2つのレンズ(光学要素)に分割
(中央部分で切断)し、該2つのレンズをそれぞれコリ
メートレーザ光源部に対応するように配設したことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の参考例と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
構成するシリンドリカルレンズであり、光軸に対して垂
直方向に2つに分割されたレンズ11a,11bより成
っており、該2つのレンズ11a,11bはそれぞれコ
リメートレーザ光源部10a,10bに対応して配設さ
れている。本実施形態ではこのシリンドリカルレンズ1
1を2つのレンズに分割したことにより、組み立てに伴
なう調整を独立に行なうことによって、その調整を容易
にしている。例えばレンズ11(もしくは12)を光軸
に対して上下左右方向に移動させることにより、光偏向
器4の偏向面4a近傍でのレーザ光の集光点を可変にす
ることができる。
部を2つより構成したが、これに限らず3つ以上で構成
しても良く、この場合にはシリンドリカルレンズの分割
数を該コリメートレーザ光源部の数に対応させて分割す
れば良い。
転軸を含む副走査方向の主要部分の要部断面図(副走査
断面図)である。同図において図1に示した要素と同一
要素には同符番を付している。
点は2つのコリメートレーザ光源部に対応してそれぞれ
独立に斜入射光学系を設けると共に、該斜入射光学系を
正の屈折力の正レンズとプリズムとより構成し、該斜入
射光学系の光軸をそれぞれ対応するコリメートレーザ光
源部の光軸に対して平行シフト(偏心)させたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の参考例と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
斜入射光学系であり、コリメートレーザ光源部10a,
10bに対応してそれぞれ設けている。この斜入射光学
系41a(41b)は正の屈折力を有する正レンズ13
a(13b)とプリズム14a(14b)とを有してお
り、該斜入射光学系41a(41b)の光軸Cを対応す
るコリメートレーザ光源部10a(10b)の光軸Dに
対して平行シフト(偏心)させている。
のレーザ発光部2a,2bから放射した2つのレーザ光
(光ビーム)を、該レーザ発光部2a,2bと対応する
コリメーターレンズ3a,3bによりそれぞれ略平行な
レーザ光に変換し、対応する正レンズ13a,13bに
入射させている。そして正レンズ13a,13bの屈折
力によりそれぞれの平行レーザ光が集光作用を受けつ
つ、集光点が高さ方向に移動する作用をうけ、更にプリ
ズム14a,14bにより集光点の高さが調整され、光
偏向器4の偏向面4a近傍で集光している。このとき2
つのレーザ光は偏向面4aに対してほぼ同じ入射角度で
斜入射している。そして光偏向器4の偏向面4aで偏向
された2つのレーザ光はそれぞれ対応するfθレンズ
(不図示)を介して被走査面上の異なる位置に同時に結
像している。そして光偏向器4を矢印A方向に回転させ
ることによって被走査面上を主走査方向に光走査して画
像情報の記録を行なっている。
b及びプリズム14a,14bの光軸上の位置をそれぞ
れ独立に調整できるよう構成することにより、レーザ光
の集光点の調整を前述した参考例に比べて更に容易にす
ることができる。これは例えば正レンズ13a,13b
を光軸に対して水平方向に調整可能とし、又プリズム1
4a,14bを紙面に対して垂直な軸回りの回転に調整
可能とすることで達成される。
転軸を含む副走査方向の主要部分の要部断面図(副走査
断面図)である。同図において図1に示した要素と同一
要素には同符番を付している。
点は2つのレーザ発光部を同一基板上に設けたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の参考例と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
であり、該基板22上に2つのレーザ発光部2a,2b
を設けている。
ーザ発光部2a,2bを同一基板22上に設けた場合に
おいても、前述の参考例と同様に光偏向器4の偏向面4
aに対して2つのレーザ光をほぼ同じ入射角度で斜入射
させることができる。又本実施形態では2つのレーザ発
光部2a,2bを同一基板22上に設けたことにより、
部品点数の削減化を図ることができると共に装置全体の
小型化も図ることができる。
ーザ光源部と光偏向器との間の光路中に設けた正の屈折
力の光学素子を有する斜入射光学系の光軸を該コリメー
トレーザ光源部の光軸に対して平行シフト(偏心)させ
ることにより、装置全体の小型化を図りつつ複数のレー
ザ光で被走査面(像面)上を光走査することができる走
査光学系(マルチビーム走査光学系)及びそれを有する
画像形成装置を達成することができる。
向器と1種類のレーザ発光部を複数個用いて2カ所以上
の被走査面を同時に光走査することができ、又レーザ発
光部とコリメーターレンズとを有するコリメートレーザ
発光部をコンパクトに配置することができるので、装置
全体の小型化も図ることができる走査光学系及びそれを
有する画像形成装置を達成することができる。
光学系にて被走査面の異なる位置を同時に複数光走査す
ることができるので多色刷りの書き込み、又は装置の高
速化も図ることができ、又同一基板上に複数のレーザ発
光部を設けることにより、部品点数の削減化も図ること
ができる走査光学系及びそれを有する画像形成装置を達
成することができる。
走査断面図
図
む副走査断面図
む副走査断面図
む副走査断面図
副走査断面図
副走査断面図
Claims (13)
- 【請求項1】 複数のコリメートレーザ光源部から射出
される複数のレーザ光を斜入射光学系により光偏向器の
偏向面近傍で交差させ、該光偏向器で偏向させた後、結
像手段により被走査面上の異なる位置に導光し、該被走
査面上を該複数のレーザ光で同時に光走査する走査光学
系であって、該斜入射光学系は光軸が該複数のコリメートレーザ光源
部の光軸に対して平行シフトした正の屈折力の光学素子
を有し、該光学素子は、光軸に対して垂直方向に複数の
光学要素に分割されており、該複数の光学要素が該複数
のコリメートレーザ光源部にそれぞれ対応して配設され
て いることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項2】 前記斜入射光学系に入射する複数のレー
ザ光は、該斜入射光学系の光軸に対して略平行に入射し
ていることを特徴とする請求項1の走査光学系。 - 【請求項3】 前記斜入射光学系により集光される複数
のレーザ光の集光位置近傍に前記光偏向器の偏向面が位
置するように構成したことを特徴とする請求項1又は2
の走査光学系。 - 【請求項4】 前記斜入射光学系はシリンドリカルレン
ズより成ることを特徴とする請求項1、2又は3の走査
光学系。 - 【請求項5】 前記複数のコリメートレーザ光源部は各
々レーザ発光部と、該レーザ発光部に対応して設けたコ
リメーターレンズとを有していることを特徴とする請求
項1、2、3又は4の走査光学系。 - 【請求項6】 前記複数のレーザ発光部のうち少なくと
も一部のレーザ発光部は同一の基板上に設けられている
ことを特徴とする請求項5の走査光学系。 - 【請求項7】 複数のコリメートレーザ光源部から射出
される複数のレーザ光を該コリメートレーザ光源部に対
応して設けた複数の斜入射光学系により光偏向器の偏向
面近傍で交差させ、該光偏向器で偏向させた後、結像手
段により被走査面上の異なる位置に導光し、該被走査面
上を該複数のレーザ光で同時に光走査する走査光学系で
あって、 該複数の斜入射光学系は各々正の屈折力の光学素子とプ
リズムとを有し、かつ該複数の斜入射光学系の光軸がそ
れぞれ対応する該コリメートレーザ光源部の光軸に対し
て平行シフトしていることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項8】 前記複数の斜入射光学系に入射するそれ
ぞれのレーザ光は対応する該斜入射光学系の光軸に対し
て略平行に入射していることを特徴とする請求項7の走
査光学系。 - 【請求項9】 前記複数の斜入射光学系により集光され
る複数のレーザ光の集光位置近傍に前記光偏向器の偏向
面が位置するように構成したことを特徴とする請求項7
又は8の走査光学系。 - 【請求項10】 前記複数のコリメートレーザ光源部は
各々レーザ発光部と、該レーザ発光部に対応して設けた
コリメーターレンズとを有していることを特徴とする請
求項7の走査光学系。 - 【請求項11】 前記複数のレーザ発光部のうち少なく
とも一部のレーザ発光部は同一の基板上に設けられてい
ることを特徴とする請求項10の走査光学系。 - 【請求項12】 前記斜入射光学系の光軸は前記複数の
コリメートレーザ光源部の光軸に対して副走査断面内で
平行シフトしていることを特徴とする請求項1から11
のいずれか1項の走査光学系。 - 【請求項13】 請求項1〜12のいずれか1項に記載
の走査光学系と、被走査面としての感光ドラムと、を備
えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09353196A JP3450579B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 走査光学系及びそれを有する画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09353196A JP3450579B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 走査光学系及びそれを有する画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09258126A JPH09258126A (ja) | 1997-10-03 |
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ID=14084888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP09353196A Expired - Lifetime JP3450579B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 走査光学系及びそれを有する画像形成装置 |
Country Status (1)
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-
1996
- 1996-03-22 JP JP09353196A patent/JP3450579B2/ja not_active Expired - Lifetime
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