JP3489366B2 - 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、光ビームを走査し
て画像の書き込みを行う光走査装置、特に、光ビームが
ｆθレンズを２回透過する光走査装置に関し、例えばデ
ジタル複写機やレーザプリンタ等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりデジタル複写機やレーザビーム
プリンタに使用される光走査装置としては、画像データ
に応じて変調された光線である光ビームを例えば回転多
面鏡等の反射型の偏向器により反射して偏向した後、例
えばｆθレンズ等の結像レンズにより被走査面上にスポ
ットとして集光させて、画像書き込みを行うものが、広
く用いられている。尚ここでｆθレンズとは、回転多面
鏡により等角速度で偏向されている光ビームを被走査面
上に等速度で走査させるべく屈折させるレンズのことで
ある。

【０００３】近年、光走査装置の画像書き込みに関する
要求は非常に厳しくなり、高解像度の画像を高速で出力
することが望まれている。そして、この要求に応えるに
は、単位時間当たり走査ライン数を上げる必要があり、
回転多面鏡を用いた装置では、回転多面鏡を駆動するス
キャナモータの回転数を上げなければならない。

【０００４】また、高精細な画像書き込みを行うには、
被走査面上を走査する光ビームのビーム径を小さくする
必要があるが、レーザビームの集光特性から、結像位置
でのビーム径を小さくするには、結像光学系に入射する
ビーム径を大きくしなければならない。従って、回転多
面鏡を用いた光走査装置で高精細な画像書き込みを行う
には、全走査画角に対して大径の光ビームが回転多面鏡
の反射面からはみ出ないようにするために、回転多面鏡
を大径化しなければならなかった。

【０００５】すなわち、高速高画質な画像書き込みを従
来の光走査装置で実現しようとすると、大径な回転多面
鏡を高速回転させる必要があり、消費電力の増大および
スキャナモータへの負荷増大による信頼性の低下という
問題が発生する。

【０００６】但し、上記のような問題は図８に示すよう
な構造により解決することができる。

【０００７】すなわち、この図には、回転多面鏡２８の
回転軸２８Ａと直交する平面に対して角度を持たせた光
ビームＬを、回転多面鏡２８の走査範囲の中央方向から
ｆθレンズ２２を透過させて、回転多面鏡２８に入射さ
せるようにした構造が示されている。そして、この構造
にすると、偏向器である回転多面鏡２８の偏向範囲の外
側から光ビームＬを入射する場合に比べ、回転多面鏡２
８の反射面の寸法を小さくできるので、回転多面鏡２８
が小径となり、スキャナモータの負荷を低減できる。

【０００８】ところで、上記機能面からの要求とは別
に、デジタル複写機やレーザプリンタへの光走査装置の
実装における要求も厳しくなっている。

【０００９】つまり、オフィスの省スペース化の観点か
ら装置全体の小型化が望まれる一方で、デジタル複写機
等のユーザの使い勝手向上の観点から、多数種の用紙を
それぞれ大容量で収容しなければならないという事情も
あり、画像形成ユニットのコンパクト化が強く望まれて
いる。

【００１０】この要求は、光走査装置の大きさや形状に
も直接反映される。露光機能を受け持つ光走査装置は、
帯電、現像、転写、クリーニング等の装置と異なり、光
ビームＬが通過できる幅（数ミリ）が確保されていれ
ば、多くの場合は円筒状の感光ドラム３４とされる被走
査媒体の周縁部に配置される必要はない。従って、光走
査装置を感光ドラム３４から離して実装することが可能
となるため、感光ドラム３４の周縁に配置された他の装
置類の隙間から光ビームＬを入射する実装レイアイトが
一般に取られることになる。

【００１１】このことは、光走査装置にかかわる光学設
計の観点から見ると、逆に光路上への光学部品の配置に
対する制約となる。

【００１２】図８の構造では、回転多面鏡２８と感光ド
ラム３４の被走査面３４Ａとの間に、主走査方向にのみ
屈折力を有する面のみで構成されたｆθレンズ２２及
び、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルミ
ラー３６を配置することにより、ｆθレンズ２２を形状
が単純で製造が容易なレンズとしている。

【００１３】従って、この構造では、副走査方向の屈折
力をｆθレンズ２２と被走査面３４Ａとの間にあるシリ
ンドリカルミラー３６にのみに持たせているため、シリ
ンドリカルミラー３６の配置によって、光学系全体の副
走査方向の結像特性、たとえば、走査全域に渡る副走査
方向のビーム径の均一性が決定されることになる。

【００１４】このシリンドリカルミラー３６の配置に関
し、図８に示す構造ではシリンドリカルミラー３６の反
射面と感光ドラム３４の被走査面３４Ａとの間の光学距
離を、回転多面鏡２８の反射面とシリンドリカルミラー
３６の反射面との間の光学距離で除した値Ｍについて、
その範囲を例えば、 ０．２＜Ｍ＜０．６ とすることが考えられる。しかし、副走査方向の像の湾
曲、すなわち、副走査方向のビーム径の均一性は、Ｍの
値が大きくなるにつれ不利になることは否めず、ビーム
径の均一性を重視する場合、ｆθレンズ２２にも屈折力
を与える配置とせざるを得ない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転多
面鏡２８の回転軸２８Ａと直交する平面に対して角度を
持たせた光ビームＬを、回転多面鏡２８の走査範囲の中
央方向から、副走査方向に屈折力をもつｆθレンズ２２
を透過させて、回転多面鏡２８に入射させる構成では、
ｆθレンズ２２のレンズ表面で発生する表面反射ビーム
の感光ドラム３４への到達防止及び、被走査面３４Ａ上
でのビーム径の均一性確保の両立が、難しくなるという
欠点がある。

【００１６】ここで、回転多面鏡２８の回転軸２８Ａを
含む副走査方向に沿って切断した断面を示した図９によ
り、ｆθレンズ２２のレンズ表面で反射した表面反射ビ
ームＬ１の感光ドラム３４への到達防止と光学性能確保
との関係を説明する。

【００１７】図９は、二枚のレンズにより構成されるｆ
θレンズ２２の内の第２レンズ２６の回転多面鏡２８側
に副走査方向に負の屈折力をもつ凹シリンドリカル面２
６Ａを配置した場合を示している。尚、ｆθレンズ２２
とシリンドリカルミラー３６の間の光路中に配置されて
いるのは、光路を折り畳むための平面ミラーで形成され
る折り返しミラー３２である。

【００１８】ここで、ｆθレンズ２２の表面における反
射は僅かな反射量であっても、回転多面鏡２８に至る前
段で反射されるために被走査面３４Ａ上に至った場合、
静止した光ビームとなるため、光源が点灯した時間分累
積されて、画質上無視できないものとなる。

【００１９】この問題を解決するには、ｆθレンズ２２
を傾けることで表面反射ビームＬ１の進行方向をずら
し、ｆθレンズ２２に対して光路の後方に設けられた折
り返しミラー３２及びシリンドリカルミラー３６等の光
学部材から表面反射ビームＬ１を外して、被走査面３４
Ａに至らせないことが、有効である。

【００２０】しかし、副走査方向に屈折力を持たせる為
にレンズ面の副走査方向に曲率があると、法線の向きが
変化し、結果として、回転多面鏡２８で反射した光ビー
ムＬの進行方向もかわることになる。

【００２１】一方、シリンドリカルミラー３６から被走
査面３４Ａまでの光学距離を大きくとる必要性から、図
９のように、副走査方向の結像特性を改善するための凹
シリンドリカル面２６Ａを第２レンズ２６に設けた場
合、回転多面鏡２８に向けてｆθレンズ２２を透過して
進行する光ビームＬと該凹シリンドリカル面２６Ａとの
交点における凹シリンドリカル面２６Ａの法線が平面の
場合よりも下向きになる。

【００２２】従って、ｆθレンズ２２の表面で反射した
表面反射ビームＬ１の進行方向も下側に移動する。すな
わち、回転多面鏡２８により反射して偏向され、ｆθレ
ンズ２２を透過する画像情報をもった光ビームＬ（以
後、適宜メインビームと呼ぶ）に近づく方向に移動する
ため、ｆθレンズ２２の表面で反射した表面反射ビーム
Ｌ１のメインビームＬからの分離が難しくなる。

【００２３】これを回避するには、ｆθレンズ２２の傾
き角度を、副走査方向に屈折力を持たない場合より更に
大きく設定すればよいが、ｆθレンズ２２の傾き角は主
走査方向のビーム径の均一性に大きく影響するので、性
能確保の観点から任意の傾き角を選択することは難し
い。

【００２４】また、該凹シリンドリカル面２６Ａは、副
走査方向の結像特性を改善するために光学的な屈折力を
与えているのであるから、曲率を大きくしては本来の目
的を達成できない。

【００２５】本発明は、以上のことを鑑みてなされたも
のであって、高速・高解像なビーム走査ができる小型の
光走査装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【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、光源からの光ビームを主走
査方向に対応する方向に長く集光するビーム整形光学系
と、ビーム整形光学系を通過した光ビームが偏向器の軸
線と直交する平面に対して傾きを有しつつ走査範囲内か
ら偏向器に入射され、光ビームを偏向して主走査方向に
走査して被走査面側に出射する偏向器と、前記偏向器と
前記被走査面との間に配置され前記偏向器側に主走査方
向の凹シリンドリカル面、被走査面側に平面を備えた第
１レンズと、前記第１レンズと前記被走査面との間に配
置され前記第１レンズ側に副走査方向の凹シリンドリカ
ル面、被走査面側に主走査方向の凸シリンドリカル面を
備えた第２レンズと、前記第２レンズと前記被走査面と
の間に配置され且つ、副走査方向に屈折力を有するシリ
ンドリカルミラーと、前記光ビームを遮光する遮光手段
と、を備え、前記第１及び第２レンズは偏向器の入射側
及び出射側の光ビームがそれぞれ透過すると共に、偏向
器に入射する光ビームの入射角が大きくなるように副走
査方向に傾けて配置され、前記遮光手段は、前記第２レ
ンズから被走査面までの光路上において前記第１及び第
２レンズの表面で発生する反射光の主走査方向における
収束位置近傍の湾曲した走査線の凹側に設けられている
ことを特徴とする。

【００２７】 請求項２記載の発明は、請求項１記載の
発明において、遮光手段は、前記第２レンズと被走査面
との間に配置された前記シリンドリカルミラーの反射面
を覆う遮光部材、または前記シリンドリカルミラー上の
湾曲した走査線の凹側に形成された切欠部であることを
特徴とする。

【００２８】

【００２９】

【００３０】請求項１に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。光源から発散された光ビームはビーム整形光
学系およびｆθレンズを透過することにより整形され、
主走査方向に長く集光する。この光ビームは、偏向器に
より反射して偏向され、再びｆθレンズを透過すること
により、被走査面上を走査させられる。さらに、この光
ビームは、副走査方向に屈折力を有するレンズ面を含む
ｆθレンズと、副走査方向に屈折力を有するシリンドリ
カルミラーとにより、被走査面上にスポット結像させら
れる。

【００３１】そして、ｆθレンズを主走査方向に沿う軸
回りに傾かせて配置することにより、ｆθレンズの表面
からの不要光である表面反射ビームの進行方向を、偏向
器で偏向された光ビームであるメインビームから離す方
向に変化させ、メインビームによる湾曲した走査線の凹
側に配置した遮光手段により表面反射ビームを遮光し
て、表面反射ビームが被走査面に到達するのを防ぐよう
にする。

【００３２】従って、ｆθレンズのレンズ表面で発生す
る表面反射ビームの被走査面への到達防止及び、被走査
面上でのビーム径の均一性確保の両立をし、高速・高解
像なビーム走査ができる小型の光走査装置を提供するこ
とができる。

【００３３】尚、ｆθレンズとシリンドリカルミラーに
より、偏向器の反射面と被走査面とを副走査方向に幾何
光学的な略共役な関係とすることで、偏向器の反射面の
面倒れにより被走査面上で発生するピッチむらを抑制し
ている。

【００３４】 また、ｆθレンズを単純な二枚組のレン
ズによる構成とするとともに、すべてのレンズ面を平面
またはシリンドリカル面により構成しているので、ｆθ
レンズを構成する各単レンズを容易に製造することがで
きる。

【００３５】 請求項２に係る光走査装置の作用を以下
に説明する。本請求項も請求項１と同様の作用を奏す
る。但し、本請求項は、ｆθレンズの最も被走査面側の
レンズ面と被走査面との間にｆθレンズの表面で反射し
た表面反射ビームを遮る遮光手段を付与する際に、シリ
ンドリカルミラーの反射面上に反射率がほとんど０に等
しい覆いを設けて、それ以降の光学部材に表面反射ビー
ムを伝搬しないようにし、或いは反射鏡の反射面に切り
欠きを設けて、表面反射ビームを反射鏡の背面方向に逃
がすようにして、不要光の伝搬を完全になくす構成とし
た。

【００３６】従って、遮光手段を反射鏡の覆いまたは、
切り欠きにより実現しているので、簡単に製造でき容易
に遮光可能となる。

【００３７】

【００３８】 つまり、偏向器の軸線と直交する平面に
対し角度を持たせて入射した光ビームを偏向すると共
に、傾けたｆθレンズを透過する構成では、ｆθレンズ
の最も被走査面側のレンズ面と被走査面との間で常に走
査線に湾曲が生じる。このため、この走査線の湾曲の凹
側に遮光手段を挿入することにより、特別な部材を付与
することなく、メインビームに近接して被走査面側に進
むｆθレンズの表面からの表面反射ビームを、被走査面
に至るのを防ぐようにできる。

【００３９】

【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。

【００４０】図１及び図２は、本発明の第１の実施の形
態による光走査装置の概要を示す図である。図１及び図
２に示すように、回転多面鏡２８が複数の偏向面である
反射面２８Ｂを有する偏向器とされ、図示しないスキャ
ナモータにより駆動されて回転されることになる。さら
に、この回転多面鏡２８による主走査の中心を中心線Ｃ
Ｌとし、回転多面鏡２８の回転軸２８Ａと直交する平面
を水平面ＰＬとする。

【００４１】また、発散光を発する光源とされるレーザ
光源１２、レーザ光源１２からの発散光を緩い発散光と
する収束レンズ１４、光束幅を制限するスリット１６、
発散光を収束して光束である光ビームＬとするシリンド
リカルレンズ１８及び、光ビームＬを反射する反射ミラ
ー２０が、直列上に並んで配置されており、これら収束
レンズ１４、スリット１６、シリンドリカルレンズ１８
及び反射ミラー２０が、レーザ光源１２からの光ビーム
Ｌを回転多面鏡２８の主走査方向に対応して長く集光す
るビーム整形光学系を構成する。

【００４２】そして、図２に示すように、反射ミラー２
０にからの光ビームＬが水平面ＰＬに対して角度αの傾
きを有しつつ、回転多面鏡２８の走査範囲内から回転多
面鏡２８に入射されるような位置に、反射ミラー２０は
配置されている。

【００４３】さらに、反射ミラー２０と回転多面鏡２８
との間には、ｆθレンズ２２が配置されている。このｆ
θレンズ２２は、主走査方向に屈折力をもつ凹シリンド
リカル面２４Ａ及び平面２４Ｂで構成される第１レンズ
２４と、副走査方向に屈折力をもつ凹シリンドリカル面
２６Ａ及び主走査方向に屈折力をもつ凸シリンドリカル
面２６Ｂで構成された第２レンズ２６とから構成され、
回転多面鏡２８側から第１レンズ２４、第２レンズ２６
の順で並んで配置されている。

【００４４】また、第２レンズ２６は、副走査方向に屈
折力をもつ凹シリンドリカル面２６Ａの母線２２Ａの回
りに、第１レンズ２４は、平面２４Ｂ側の幅方向の中心
線２２Ｂの回りに、それぞれ回転されて角度βだけ主走
査方向に沿う軸回りに対して傾けた状態で配置されてい
る。尚、これらの回転方向は、図２に示す副走査方向に
沿って切断した断面内において、反射ミラー２０からの
ｆθレンズ２２への入射角が大きくなる方向である。

【００４５】一方、回転多面鏡２８の主走査方向であっ
て、ｆθレンズ２２を回転多面鏡２８との間に挟んだ位
置には、回転多面鏡２８からの光ビームＬを反射する為
の折り返しミラー３２が配置される。尚、この折り返し
ミラー３２は光ビームＬの進行方向を変える平面反射鏡
である。

【００４６】また、円筒状の感光ドラム３４が主走査方
向にその軸線が延びるように配置され、この感光ドラム
３４の光ビームＬに感光する感光材料が塗布された外周
面が被走査面３４Ａとされる。そして、この感光ドラム
３４は、回転軸３４Ｂ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回転されるよ
うになっている。

【００４７】さらに、ｆθレンズ２２と被走査面３４Ａ
との間の光路上に配置されるように、折り返しミラー３
２に反射された光ビームＬが延びる方向には、副走査方
向に屈折力を有するシリンドリカルミラー３６が配置さ
れている。

【００４８】このシリンドリカルミラー３６の反射面３
６Ａの中央近傍には、ｆθレンズ２２の表面で反射され
た不要光を遮るための遮光手段である遮光部材３８が、
湾曲した走査線Ａの凹側となる部分の反射面３６Ａを覆
い隠すように、配置されている。この為、遮光部材３８
はメインビームＬを遮ることがない。

【００４９】尚、ここで主走査方向とは感光ドラム３４
上をビームスポットが走査する方向を指し、副走査方向
とは主走査方向と直交する方向である感光ドラム３４の
回転方向を指し、主走査方向に沿う軸とは、水平面ＰＬ
と平行に延びる軸を指す。

【００５０】本実施の形態の作用を以下に説明する。レ
ーザ光源１２から発せられた発散光である光ビームＬは
収束レンズ１４により緩い発散光とされたのちスリット
１６により光束幅を制限された状態でシリンドリカルレ
ンズ１８に導かれる。

【００５１】シリンドリカルレンズ１８の働きにより副
走査方向に収束する光束となった光ビームＬは反射ミラ
ー２０により進行方向を変化させられ、二枚のレンズに
より構成されるｆθレンズ２２に対し、回転多面鏡２８
の偏向範囲の中央である中心線ＣＬ沿いであって、水平
面ＰＬと角度αをなした方向から、入射して透過され
る。

【００５２】ｆθレンズ２２を透過した光ビームＬは、
主走査方向に略平行な光束とされ、回転多面鏡２８の反
射面２８Ｂの近傍に主走査方向に長い線像として結像さ
れる。スキャナモータにより駆動される回転多面鏡２８
の回転によって、回転多面鏡２８の反射面２８Ｂ上に形
成された線像は、反射して偏向され、ｆθレンズ２２に
再び入射する。

【００５３】偏向されつつｆθレンズ２２を透過した光
ビームＬは、水平面ＰＬに対して一度目の入射時と反対
方向におおむね角度αをなす光ビームＬとなり、反射ミ
ラー２０の上部を通過したのち、折り返しミラー３２に
入射して反射される。

【００５４】折り返しミラー３２により反射された光ビ
ームＬは、副走査方向に屈折力をもつシリンドリカルミ
ラー３６により副走査方向に収束されて、感光ドラム３
４上にスポット結像される。

【００５５】この際、光ビームＬが、水平面ＰＬに対し
角度αを持たせて入射するとともに、傾けて配置したｆ
θレンズ２２を透過する構成では、ｆθレンズ２２から
入射された光ビームＬの掃引軌跡は弓状となる。この
為、図１に示すように、折り返しミラー３２、シリンド
リカルミラー３６上では、走査線Ａの両端が上がるよう
に湾曲する。

【００５６】この走査線Ａの湾曲量はシリンドリカルミ
ラー３６上で最大となり、シリンドリカルミラー３６以
降は徐々に減少して、感光ドラム３４上では画質上問題
のないレベルとなる。このため、シリンドリカルミラー
３６の湾曲した走査線Ａの凹側の部分の反射面３６Ａを
覆い隠すように、シリンドリカルミラー３６の中央近傍
に遮光部材３８が設けられていても、メインビームＬを
遮ることがない。

【００５７】また、ｆθレンズ２２とシリンドリカルミ
ラー３６とにより、回転多面鏡２８の反射面２８Ｂと感
光ドラム３４の被走査面３４Ａとを副走査方向に幾何光
学的な略共役な関係とすることで、回転多面鏡２８の反
射面２８Ｂの面倒れによって被走査面３４Ａ上で発生す
るピッチむらを抑制している。

【００５８】つぎに、ｆθレンズ２２のレンズ表面で発
生する反射光の振る舞いについて図２を使って説明す
る。

【００５９】まず、反射ミラー２０に至るまでは画像情
報をもつメインビームＬと同様の振る舞いをするので、
説明を省略する。そして、この反射ミラー２０で反射さ
れた光ビームＬは、水平面ＰＬと角度αをなしてｆθレ
ンズ２２へ向かう。ｆθレンズ２２へ至った光ビームＬ
の大部分はｆθレンズ２２を透過して回転多面鏡２８に
至り、反射して偏向されたのちｆθレンズ２２を再び透
過し、メインビームＬとなる。

【００６０】これに対し、ｆθレンズ２２のレンズ表面
で反射される表面反射ビームＬ１は回転多面鏡２８によ
る偏向作用を受けないため、感光ドラム３４に至った場
合、常に同一位置に止まっていることになる。従って、
レンズ表面で反射される割合は僅かでも、レーザ光源１
２の点灯時間分がすべて累積されて、画質上無視できな
いこととなる。

【００６１】この問題を回避するには、ｆθレンズ２２
を傾けることが有効であるが、本実施の形態のようにｆ
θレンズ２２が副走査方向に屈折力を有した場合、以下
のような関係になる。

【００６２】まず、レンズ表面が平面の場合を考える。
この場合、レンズの傾け角度を角度βとすると、レンズ
表面への入射角は角度α＋βとなり、表面反射ビームＬ
１が水平面ＰＬとなす角度は、符号を考慮しない絶対値
で議論すると、 （α＋β）×２−α＝α＋２β となり、メインビームＬの進行方向が水平面ＰＬと角度
αをなしている場合、メインビームＬの進行方向と表面
反射ビームＬ１の進行方向との間には角度２βの角度差
が得られる。

【００６３】この結果、感光ドラム３４に向かって進行
する２つのビームＬ、Ｌ１の間隔が徐々に広がるので、
最終の光学部材上では、メインビームＬのみを選択的に
反射することが可能となり、画質劣化の原因となる表面
反射ビームＬ１を除去できる。

【００６４】ところが、本実施の形態のようにｆθレン
ズ２２が副走査方向に屈折力をもつと、反射作用の基準
となる反射点における法線方向が変化する。そして、こ
の関係を図３により説明する。なお、反射の関係に着目
して説明するために、第２レンズ２６の凸シリンドリカ
ル面２６Ｂでの屈折作用については省略している。

【００６５】副走査方向に曲率をもつ凹シリンドリカル
面２６Ａのレンズ表面が母線２２Ａを中心に角度βだけ
回転しており、これに対し光ビームＬが下側から角度α
で入射する。レンズ表面が副走査方向に曲率を持たなけ
れば、前述のようにＺ軸に対して角度α＋２βの角度を
有する表面反射ビームＬ２が生じるが、本実施の形態の
凹シリンドリカル面２６Ａのように、レンズ表面が副走
査方向に曲率をもつ場合、反射点における法線方向が角
度γだけ変化するため、Ｚ軸に対してなす角度は、 （α＋β−γ）×２−α＝（α＋２β）−２γ となり、ｆθレンズ２２を傾けた効果を低減する方向に
表面反射ビームＬ１が生じる。このため、更にレンズの
傾き角を大きくしなければ、画質劣化の原因となる表面
反射ビームＬ１を除去できないことになる。

【００６６】次に、上記のような状況のもとで、図１に
示したような中央部分のみを遮光する遮光部材３８によ
り、メインビームＬのみが感光ドラム３４へ到達させら
れる理由を説明する。

【００６７】まず、凹シリンドリカル面２６Ａのレンズ
表面で反射する表面反射ビームＬ１の結像状態を図４の
展開図により説明する。

【００６８】つまり、ｆθレンズ２２から射出したメイ
ンビームＬは、折り返しミラー３２、シリンドリカルミ
ラー３６を経て、感光ドラム３４上に集光する。一方、
副走査方向に屈折力をもつ第２レンズ２６の回転多面鏡
２８側の面である凹シリンドリカル面２６Ａのレンズ表
面により反射した表面反射ビームＬ１は、第２レンズ２
６を透過することにより、さらに正の屈折力を受けるの
で、第２レンズ２６と感光ドラム３４の被走査面３４Ａ
との間で一度収束したのち、発散しながら被走査面３４
Ａに向かって発散しながら進む。

【００６９】従って、主走査方向に収束する位置、また
はその近傍に、中央近傍のみを覆う遮光部材３８を配置
することで、レンズ表面からの表面反射ビームＬ１をす
べて遮ることができる。

【００７０】また、感光ドラム３４へ到達させなければ
ならないメインビームＬは、図１に示すように両端が上
がるように湾曲する走査線Ａとなるので、中央部分に挿
入された遮光部材３８により遮られることはない。

【００７１】つまり、走査線Ａの湾曲量は、前述のよう
に、ｆθレンズ２２に副走査方向に屈折力をもつレンズ
を使用した場合、特に大きくなるので、本実施の形態が
特に有効となる。

【００７２】従って、ｆθレンズ２２を主走査方向に沿
う軸回りに傾かせて配置することにより、ｆθレンズ２
２の表面からの不要光である表面反射ビームＬ１の進行
方向を、回転多面鏡２８で偏向された光ビームＬである
メインビームＬから離す方向に変化させる。また、メイ
ンビームＬによる湾曲した走査線Ａの凹側に配置した遮
光部材３８により、表面反射ビームＬ１を遮光して、表
面反射ビームＬ１が被走査面３４Ａに到達するのを防ぐ
ようにする。

【００７３】以上より、ｆθレンズ２２のレンズ表面で
発生する表面反射ビームＬ１の被走査面３４Ａへの到達
防止及び、被走査面３４Ａ上でのビーム径の均一性確保
の両立をし、高速・高解像なビーム走査ができる小型の
光走査装置を提供することができる。

【００７４】次に、本実施の形態による遮光部材３８を
使用しない場合との比較を図５により説明する。

【００７５】図５（Ａ）のように遮光部材３８を配置す
れば問題ないが、図５（Ｂ）に示すように、遮光部材３
８を設けない場合は、湾曲した走査線Ａの両端をシリン
ドリカルミラー３６に入れ、且つ、レンズ表面で反射し
た表面反射ビームＬ１を、シリンドリカルミラー３６か
ら外すために、ｆθレンズ２２の傾き角を大きくとる必
要がある。

【００７６】しかし、このようにｆθレンズ２２の傾き
角を大きくすると、走査線Ａの湾曲量が大きくなるた
め、設計の自由度はますます損なわれ、最悪の場合、主
走査方向のビーム径の均一性を犠牲にすることになる。

【００７７】なお、ｆθレンズ２２へ入射する光ビーム
Ｌとレンズ表面の法線とのなす角度が小さくなる方向
に、ｆθレンズ２２を傾ければ、上述した問題は発生し
ないが、この場合には、主走査方向のビーム径の均一性
が得られないことになる。

【００７８】次に、本発明に係る第２の実施の形態を図
６に基づき説明する。尚、第１の実施の形態と同一の部
材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【００７９】図６に示すように、本実施の形態は、遮光
部材３８を採用しない替わりに、折り返しミラー３２の
一部を切り欠いて切欠部３２Ａを設けるようにした。す
なわち、樹脂成形によれば、このような形状であっても
比較的容易に加工でき、また、遮光部材３８の取付け部
材等を必要としないので、部品点数の削減にも寄与でき
る。

【００８０】次に、本発明に係る第３の実施の形態を図
７に基づき説明する。尚、第１の実施の形態と同一の部
材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【００８１】図７に示すように、本実施の形態は、カバ
ーに一体の形成された遮光部材の例である。

【００８２】つまり、筐体５０上に光学部材を配置し、
カバー５２とカバー５４を取り付けた例である。カバー
５２は樹脂成形されており、カバー５２に遮光部材５６
が一体に成形されている。

【００８３】尚、第１の実施の形態において、シリンド
リカルミラー３６の近傍に遮光部材３８を設けたが、遮
光部材３８を折り返しミラー３２の近傍に設けても良
く、さらに図示しない他の反射鏡の近傍に設けても良
い。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、レンズ表面から反射した光ビームを遮光する遮
光手段を設けたので、副走査方向に屈折力をもったｆθ
レンズを使用した場合でも、レンズ表面で反射した光ビ
ームを感光体へ至らせないために、ｆθレンズの傾き角
を大きくする必要がなくなる。この為、光学性能の確保
との両立が可能となるとともに、制約条件を取り除くこ
とで、光学設計の自由度を増すことができる。

【００８５】また、副走査方向に屈折力をもつｆθレン
ズに対し、走査範囲の中心方向からｆθレンズを透過し
て偏向器に入射し、偏向された光ビームを再度ｆθレン
ズに入射する構成がとれるので、高速・高解像な光ビー
ムの走査及び装置の小型化が両立可能な光走査装置を提
供することができる。

【００８６】 また、単純な二枚組の構成によるｆθレ
ンズとし、すべての面を平面またはシリンドリカル面に
より構成しているので、各単レンズを容易に製造するこ
とができる。

【００８７】 請求項２の発明によれば、遮光手段を反
射鏡の覆いまたは、切り欠きにより実現しているので、
簡単に製造でき容易に遮光可能となる。

【００８８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の
レンズ表面で発生する反射光の振る舞いについて説明す
る概略図である。

【図３】反射点における法線方向の変化を説明する図で
ある。

【図４】レンズ表面から反射する光ビームの主走査方向
における結像状態を示した展開図である。

【図５】遮光部材の有無による効果を説明するための正
面図であって、（Ａ）は遮光部材が存在する図であり、
（Ｂ）は遮光部材が存在しない図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置に
適用される切欠部を設けた反射鏡の斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す断面図である。

【図８】従来の光走査装置の概要を示す斜視図である。

【図９】従来の光走査装置のレンズ表面で発生する反射
光の振る舞いについて説明する概略図である。

【符号の説明】

１２ レーザ光源 ２０ 反射ミラー ２２ ｆθレンズ ２８ 回転多面鏡 ３６ シリンドリカルミラー ３８ 遮光部材 Ａ 走査線

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光ビームを主走査方向に対応
   する方向に長く集光するビーム整形光学系と、 ビーム整形光学系を通過した光ビームが偏向器の軸線と
   直交する平面に対して傾きを有しつつ走査範囲内から偏
   向器に入射され、光ビームを偏向して主走査方向に走査
   して被走査面側に出射する偏向器と、 前記偏向器と前記被走査面との間に配置され前記偏向器
   側に主走査方向の凹シリンドリカル面、被走査面側に平
   面を備えた第１レンズと、 前記第１レンズと前記被走査面との間に配置され前記第
   １レンズ側に副走査方向の凹シリンドリカル面、被走査
   面側に主走査方向の凸シリンドリカル面を備えた第２レ
   ンズと、 前記第２レンズと前記被走査面との間に配置され且つ、
   副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルミラーと、 前記光ビームを遮光する遮光手段と、を備え、 前記第１及び第２レンズは偏向器の入射側及び出射側の
   光ビームがそれぞれ透過すると共に、偏向器に入射する
   光ビームの入射角が大きくなるように副走査方向に傾け
   て配置され、 前記遮光手段は、前記第２レンズから被走査面までの光
   路上において前記第１及び第２レンズの表面で発生する
   反射光の主走査方向における収束位置近傍の湾曲した走
   査線の凹側に設けられていることを特徴とする光走査装
   置。
2. 【請求項２】 前記遮光手段は、前記第２レンズと被走
   査面との間に配置された前記シリンドリカルミラーの反
   射面を覆う遮光部材、または前記シリンドリカルミラー
   上の湾曲した走査線の凹側に形成された切欠部であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。