JP3507244B2 - 走査光学装置及び該装置を用いたレーザープリンタ - Google Patents
走査光学装置及び該装置を用いたレーザープリンタInfo
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Description
ー光を回転ミラーにより偏向し、偏向したレーザー光を
走査レンズによりスポット像の走査に変える走査光学装
置及び該装置を用いたレーザープリンタに関するもので
ある。
示すように構成されており、レーザーユニット1から射
出されたレーザー光は、シリンドリカルレンズ2により
集光されて回転ミラー3に入射する。回転ミラー3によ
り偏向されたレーザー光は、球面レンズ4とトーリック
レンズ5によりfθが補正され、感光ドラム6上におい
てスポット像の走査に変換される。そして、感光ドラム
6にはレーザー光による静電潜像が形成され、この静電
潜像から電子写真のプロセスにより画像が記録紙に印刷
される。
ように構成されており、半導体レーザー光源11は基台
12に装着され、この基台12はホルダ13に取り付け
られている。ホルダ13には絞り部14aを備えた鏡筒
14が保持され、鏡筒14にはコリメータレンズ15が
内蔵されている。このようなレーザーユニット1におい
て、半導体レーザー光源11は画像情報を含む駆動信号
により制御され、半導体レーザー光源11から発散され
たレーザー光は、コリメータレンズ15により平行光に
され、絞り部14aにより外形形状が規制される。
て、感光ドラム6上に形成されるスポット像の径を一層
微小化する必要が生じている。一方、感光ドラム6の感
度が向上したことにより、レーザーユニット1は感光ド
ラム6上での必要光量を減少させる暗い光学系であるこ
とが要求されている。しかしながら、この場合にはスポ
ット径を微小化しすることにより焦点深度が減少するた
め、各構成部品を精密に製造する必要が生じて、コスト
の上昇を余儀なくされるという問題が発生する。
特開平5−307151号公報が開示されている。この
公報では、第1種0次のベッセルビームを発生させるこ
とにより、スポット径を微小化すると共に焦点深度を増
加させるようになっている。
ルビームを使用した上述の従来例では、次のような問題
点が発生する。
円錐プリズムや位相フィルタを使用した場合には、コス
トが上昇する。
の製造方法や調整方法が不明瞭である。
し、画像に悪影響を与える。
し、コストを上昇させることなく、レーザー光のスポッ
ト径を微小化すると共に、焦点深度を増加させた走査光
学装置及び該装置を用いたレーザープリンタを提供する
ことにある。
の本発明に係る走査光学装置は、半導体レーザー光源か
らのレーザー光を平行光にするコリメータレンズと、該
コリメータレンズからのレーザー光を線状光にするシリ
ンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズからのレ
ーザー光を偏向する回転ミラーと、該回転ミラーからの
レーザー光をスポット像の走査に変換する走査レンズと
を有する走査光学装置において、前記コリメータレンズ
とシリンドリカルレンズの間に、前記コリメータレンズ
からのレーザー光の外形を円形状に規制する絞り部材
と、該絞り部材とは別体で該絞り部材の透光部の中心近
傍を遮光部分により遮光して円環光を形成する遮光部材
とを配置し、該遮光部材は前記絞り部材に対し移動可能
とし、前記遮光部材の遮光部分の面積は前記絞り部材の
透光部の面積の6割以下にしたことを特徴とする。
であり、レーザーユニット21は半導体レーザー光源2
2とコリメータレンズ23を備え、レーザーユニット2
1から射出されたレーザー光の進行方向には、遮光部付
き絞り24、シリンドリカルレンズ25、回転ミラー2
6が順次に配置され、回転ミラー26は図示しない駆動
モータにより回転駆動されるようになっている。回転ミ
ラー26により偏向されたレーザー光の進行方向には、
球面レンズ27、トーリックレンズ28、被走査面29
が配置され、被走査面は例えばレーザープリンタとして
使用する場合の感光ドラムの表面とされている。
においては半導体レーザー光源22が基体30に装着さ
れ、基体30はホルダ31の後端に取り付けられてい
る。そして、ホルダ31には鏡筒32が保持され、この
鏡筒32にはコリメータレンズ23が内蔵されている。
24は矩形状の板ガラスを基体24aとしている。基体
24aには、外側遮光部24bによる絞り部と、内側遮
光部24cによる遮光部が例えば蒸着により形成されて
いる。外側遮光部24bでは、光軸に配置される点Pを
中心とする半径R1の円の外側が遮光され、半径R1はレー
ザー光を微小化し得る大きさとされている。また、内側
遮光部24cでは、点Pを中心とし半径R1よりも小さい
半径R2の円の内側が遮光され、外側遮光部24bと内側
遮光部24cの間は、幅を(R1−R2)とする環状の透光
部24dとされている。そして、内側遮光部24cの面
積は、内側遮光部24cと透光部24dを合計した面積
の6割以内とされている。
内側遮光部24cと透光部24dを合計した面積の6割
以内にした理由は、模擬実験によって図4、図5及び図
6のグラフ図に示すような結果を得ることができたこと
と、半導体レーザー光源22の光量分布は一般にガウス
分布となっているため、光軸の中心近傍を遮光すると光
量を大きく減少させることとによる。
の面積と、内側遮光部24cと透光部24dを合計した
面積との比を遮光比として横軸にとり、ピーク光量に対
する副ローブの比をピーク比として縦軸にとった場合
に、右上りの特性を示した。このことは、内側遮光部2
4cの面積の増加に伴って副ローブのピーク光量が増加
することと、主ローブであるスポットのローブが減少す
ることとを意味し、副ローブの増加が画像に悪影響を与
えることになる。特に、ピーク比がy1=1/e2=0.
135を越える辺り、つまり遮光比がx1=0.55を越
える辺りから、画像に悪影響が発生し始める。
布、図6は遮光比が8割のときの光量分布を示し、横軸
は被走査面29上の主走査方向の位置を示し、縦軸は光
量を示している。図6に示す遮光比が8割のときは、図
5に示す遮光比が5割のときよりも副ローブが増加し、
この副ローブが画像に悪影響を及ぼすことになる。
布は一般にガウス分布となっているため、光軸の中心近
傍を遮光すると光量を大きく減少させることになる。従
って、内側遮光部24cの面積は、内側遮光部24cと
透光部24dを合計した面積の6割程度が限界となる。
光源22から発散されたレーザー光は、コリメータレン
ズ23により近平行光にされ、遮光部付き絞り24によ
り光軸近傍のレーザー光が除去されてシリンドリカルレ
ンズ25に入射する。シリンドリカルレンズ25におい
てレーザー光は副走査方向に線状に集光され、回転ミラ
ー26の反射面に入射する。定角速度で回転する回転ミ
ラー26により偏向されたレーザー光は、球面レンズ2
7とトーリックレンズ28を透過してfθが補正され、
被走査面29上にスポット像を形成する。
側遮光部24cと透光部24dを合計した面積の6割以
内にされているので、外側遮光部24bによりスポット
径を微小化しても、内側遮光部24cにより副ローブの
増大を抑圧することができ、焦点深度を増加させること
が可能になる。従って、従来のようにベッセルビーム、
円錐プリズム、位相フィルタ等を使用する必要がないの
で、コストを上昇させることなく、スポット径を微小化
すると共に焦点深度を増加させることができる。
の参考例の遮光部付き絞り24が光軸に対して傾けられ
ている。この第2の参考例は、第1の参考例と同様な効
果を得ることができる上に、遮光部付き絞り24に入射
したレーザー光が、そこで反射してレーザーユニット2
1に戻ることを防止することができ、反射光によって半
導体レーザー光源22の作動が不安定になることを防止
することが可能になる。
の参考例の遮光部付き絞り24に代えて、第1の参考例
の遮光部付き絞り24に反射防止膜33aを被着した遮
光部付き絞り33が設けられている。この第3の参考例
は、第2の参考例と同様な効果を得ることができる。
面図であり、第1の参考例の絞り部と遮光部が別体とさ
れ、レーザーユニット41の半導体レーザー光源22は
鏡筒32内に突出するように設けられている。即ち、レ
ーザーユニット41の前方に、絞り部材42と遮光手段
43が別体として配置されている。絞り部材42には、
第1の参考例と同様な半径R1を有する絞り部42aが設
けられている。また遮光手段43では、第1の参考例と
同様な中心に半径R2の円形状の遮光部分44aがガラス
板に蒸着された遮光部材44が、固定部材45に板ばね
46により固定されている。そして、固定部材45は光
学箱の板金47に位置調節自在に保持され、板金47の
垂直部47aに設けられた調節ねじ48により方向yが
調節され、水平部47bに設けられた調節ねじ49によ
り方向zが調節される。
ザー光は、絞り部材42を通過して外形形状が規制され
た後に、遮光手段43を通過する。このとき、光軸の中
心付近のレーザー光が、上述した第1の参考例と同様に
除去される。従って、この第1の実施例は第1の参考例
と同様な効果を得ることができると共に、遮光部分44
aの位置を調節ねじ48、49により双方向y、zに調
整することができるため、スポット径の最も絞る位置を
正確に調節することができる。
正面図であり、第1の実施例の遮光手段43が変更され
遮光手段51とされている。遮光手段51では、ガラス
板に楕円形状の遮光部分52aが蒸着された遮光部材5
2が、固定部材53に板ばね54により固定され、固定
部材53は板金55を介して光学箱56に保持されてい
る。そして、固定部材53には遮光部材52の傾きを調
整するための調整ねじ57が設けられている。
同様な効果を得ることができる上に、遮光部分52aは
楕円形にされているので、調整ねじ57により遮光部材
52の傾きを変化させることにより、遮光部分52aの
方向zに対する長さを調整することができる。従って、
遮光部分52aの面積を変化させて、絞り部と遮光部に
比率を最適に設定することができ、副ローブを良好に抑
圧することが可能になる。
整ねじを固定部材53の垂直部53aに設ければ、遮光
部分52aの方向yの径を変化させることができる。
ーザーユニットに遮光部付き絞りが内蔵されている。即
ち、レーザーユニット61の半導体レーザー光源22は
基体62の表面に取り付けられ、基体62はホルダ63
の後端に取り付けられている。ホルダ63には鏡筒64
が保持され、鏡筒64にはコリメータレンズ23が内蔵
されている。また、鏡筒64には第1の参考例と同様な
遮光部付き絞り24が、スペーサ65を介してコリメー
タレンズ23の前方に配置され、これらのコリメータレ
ンズ23と遮光部付き絞り24は押さえ環66によって
固定されている。
様な効果を得ることができる上に、遮光部付き絞り24
が鏡筒64に内蔵されているため、正確な位置決めが可
能となり、遮光部をレーザー光の中心に設定することが
容易になる。
学装置及び該装置を用いたレーザープリンタは、コリメ
ータレンズからのレーザー光の外形を円形状に規制する
絞り部材と、絞り部材の透光部の中心近傍を遮光する別
体の遮光部材とを設け、この遮光部材を移動可能とし、
遮光部材の遮光部分の面積は絞り手段の透光部の面積の
6割以下にしたので、投光部によりスポット径を微小化
しても、遮光部により副ローブの増大を抑圧することが
でき、焦点深度を増加させることが可能になる。従っ
て、従来のようにベッセルビーム、円錐プリズム、位相
フィルタ等を使用する必要がないので、コストを上昇さ
せることなく、スポット径を微小化すると共に、焦点深
度を増加させることができる。
グラフ図である。
グラフ図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体レーザー光源からのレーザー光を
平行光にするコリメータレンズと、該コリメータレンズ
からのレーザー光を線状光にするシリンドリカルレンズ
と、該シリンドリカルレンズからのレーザー光を偏向す
る回転ミラーと、該回転ミラーからのレーザー光をスポ
ット像の走査に変換する走査レンズとを有する走査光学
装置において、前記コリメータレンズとシリンドリカル
レンズの間に、前記コリメータレンズからのレーザー光
の外形を円形状に規制する絞り部材と、該絞り部材とは
別体で該絞り部材の透光部の中心近傍を遮光部分により
遮光して円環光を形成する遮光部材とを配置し、該遮光
部材は前記絞り部材に対し移動可能とし、前記遮光部材
の遮光部分の面積は前記絞り部材の透光部の面積の6割
以下にしたことを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項2】 前記遮光部材の面方向位置を調節可能と
した請求項1に記載の走査光学装置。 - 【請求項3】 前記遮光部材は楕円形状の遮光部分を有
し、その傾むきを調節可能とした請求項1に記載の走査
光学装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3に記載の走査光学装置と、
該走査光学装置の被走査面として感光ドラムとを備えた
レーザープリンタ。
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KR20150005107A (ko) * | 2013-07-04 | 2015-01-14 | 삼성전자주식회사 | 광속제한소자, 이를 채용한 광학주사장치 및 전자사진방식의 화상형성장치 |
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1996
- 1996-03-13 JP JP8471696A patent/JP3507244B2/ja not_active Expired - Fee Related
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