JP3577427B2 - 走査光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームを走査する走査光学装置に関し、例えばレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において光走査により画像を形成する場合に好適な走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の走査光学装置を示している。半導体レーザ１から出射されたレーザ光束は、コリメートレンズ２により平行光束又は略平行光束に整形され、次いでアパーチャ３、シリンダレンズ４を介して回転多面鏡５の反射面に入射して反射され、等角速度偏向される。回転多面鏡５により反射されたレーザ光束は、ｆθ特性を有する光学素子６により等速度偏向に補正され、次いで成型レンズ７により回転多面鏡５の面倒れが補正されて収束光となる。被走査面１０はこの収束光のビームウェスト位置に配置され、また、光学系６、７の有効光路外であって走査開始側の同期検知位置１１には、レーザ光束を１走査毎に検知して画像書き込み開始位置のタイミングをとるために、反射ミラー８と反射ミラー８により反射されたレーザ光束を受光するフォトダイオード等の光センサ９が配置されている。
【０００３】
このような構成において、ｆθ特性を有する光学素子６と、回転多面鏡５の面倒れを補正する成型レンズ７は、微細なビームスポットにより高密度、高画質を得るために設けられているが、成型レンズ７は製作面とコスト面の理由によりプラスチック等の長尺レンズが用いられている。このため、成型レンズ７にはプラスチックを射出するためのゲートが設けられるが、面精度を確保し、また、複屈折の悪化を避けるために光学的有効部はそのゲートより一定距離を置くことにより確保される。また、成型レンズ７は長尺であるので、強度を確保するために通常、エッジ部７ａが設けられ、このエッジ部７ａに上記のゲートが形成される。また、一般的にはこのエッジ部７ａにおいて成型レンズ７が位置決めされて固定、支持される。
【０００４】
また、半導体レーザ１は温度等に応じて光量が変動するので、半導体レーザ１側に設けられた不図示のフォトダイオード（以下、モニタダイオード）により光量をモニタして光量が一定になるように制御（ＡＰＣ制御）を行う。この場合の発光領域は通常、図４に示すように画像領域の後の非画像領域（有効光路外）である。また、近年の画像形成装置では高速化、高密度化が要求され、このため複数の光束により同時に被走査面１０を走査する装置が提案されている。その中でも複数（図４では４個）の半導体レーザ１と１つのモニタダイオードを備えたＬＤアレイを用いる場合には、個々の半導体レーザ１について同時にＡＰＣ制御することができないので、順次発光させてＡＰＣ制御する必要がある。
【０００５】
このため画像領域の後の非画像領域における光束が増加したり、高速化により非画像領域の走査時間が短くなると、画像領域の後の非画像領域における発光時間が長くなり、また、画像書き終わり時から直ぐにＡＰＣ制御のために発光させると、図５に示すように光束が面倒れ補正用の成型レンズ７の画像書き終わり側のエッジ部７ａに入り込んでエッジ部７ａにより拡散され、フレア２０ａ、２０ｂが発生する可能性が高くなるという問題点がある。また、光学素子６に入り込んで被走査面１０に到達するという問題点がある。特に近年では、感光体の感度が向上して感光体上において必要な光量が減少する傾向があるので、フレアが弱い光パワーであっても感光体が感光し、黒筋やカブリが生じて印字画像の品質を悪化させる。
【０００６】
この種の従来例としては、例えば特開平５−１５０６２１号公報に示すようにｆθレンズを透過して暗箱内で迷光となり、印字保証領域外に向かうレーザ光線を遮光するためにｆθレンズの下流の走査開始側と走査終了側に１対のリブを設ける構造が提案されている。なお、このｆθレンズの特性は、同公報には記載されていないが、面倒れ補正レンズが設けられていないので、等角速度偏向を等速度偏向に補正する特性と、面倒れを補正する特性の両方を有すると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ｆθレンズを透過して暗箱内で迷光となり、印字保証領域外に向かうレーザ光線を遮光することしか考慮していないので、ＡＰＣ制御のためにｆθレンズの走査終了側で点灯させると、回転多面鏡により反射されたレーザ光線がｆθレンズの走査終了側のエッジにより乱反射されて、印字保証領域内に向かうフレアが発生するという問題点がある。
【０００８】
また、他の従来例として例えば特開平６−３６０９号公報に示すように一部もしくは全部が成型レンズからなる光学系と偏向素子の間に前記光学系の光学有効域外を通過する光束を遮光する遮光部材を設けたり、例えば特開平６−５９２０６号公報に示すように水平同期を検知するミラーを支持する部材によりレーザ光が不要に反射して感光体が露光されることを防止する構造が提案されているが、上記従来例ではいずれも、同期検知素子側（光センサ９側）すなわち画像書き込み開始側（走査開始側）のみを遮光することを考慮し、画像書き込み終了側（走査終了側）を遮光することを考慮していないので、ＡＰＣ制御のために画像書き終わり時から発光させた場合にレンズ７の画像書き終わり側のエッジ部７ａによりフレアが発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、ｆθレンズを透過したレーザ光束に対して面倒れ補正レンズにより回転多面鏡の面倒れを補正する構成において、面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができ、特にＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる走査光学装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は上記目的を達成するために、レーザ光束を等角速度偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により等角速度偏向されたレーザ光束を等速度偏向に補正するｆθレンズと、前記ｆθレンズにより補正されたレーザ光束に対して前記回転多面鏡の面倒れを補正して被走査面上に結像する面倒れ補正レンズとを備えた走査光学装置において、前記ｆθレンズを透過して前記面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部に向かうレーザ光束を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において前記遮光部材が、前記面倒れ補正レンズの取り付け部材であるか、または前記取り付け部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１の手段において前記遮光部材が、前記面倒れ補正レンズまたはその取り付け部材に塗布または貼り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第１ないし第３の手段においてレーザ光束を発するレーザ光源と、このレーザ光束をモニタする１つの受光素子を有し、前記レーザ光源を前記面倒れ補正レンズの有効光路外であって走査終了側で順次発光させて前記１つの受光素子によりモニタすることにより、前記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする。
第５の手段は、第４の手段において前記レーザ光束及びレーザ光源が複数であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【００１５】
図１において、半導体レーザ１から出射されたレーザ光束は、コリメートレンズ２により平行光束又は略平行光束に整形され、次いでアパーチャ３、シリンダレンズ４を介して回転多面鏡５の反射面に入射して反射され、等角速度偏向される。回転多面鏡５により反射されたレーザ光束は、ｆθ特性を有する光学素子６により等速度偏向に補正され、次いで成型レンズ７により回転多面鏡５の面倒れが補正されて収束光となる。被走査面１０はこの収束光のビームウェスト位置に配置され、したがって、被走査面１０上に光スポットとして投影される。
【００１６】
また、光学系６、７の有効光路外であって画像書き込み開始側の同期検知位置１１には、レーザ光束を１走査毎に検知して画像書き込み開始位置のタイミングをとるために、反射ミラー８と反射ミラー８により反射されたレーザ光束を受光するフォトダイオード等の光センサ９が配置されている。
【００１７】
そして、成型レンズ７のエッジ部７ａは、このレンズ７を取り付けるための取り付け部材１５に取り付けられ、また、取り付け部材１５の画像書き込み終了側（走査終了側）には、光束２０が成型レンズ７の同じく画像書き込み終了側のエッジ部７ａに入り込むことを防止するための遮光部１５ａが一体で形成されている。なお、遮光部１５ａは取り付け部材１５と一体で形成する代わりに、例えば成型レンズ７を固定するための板バネ等の他の部材でもよく、この場合には安価に構成することができる。
【００１８】
図２は第２の実施形態を示し、光束２０が成型レンズ７の画像書き込み終了側のエッジ部７ａに入り込むことを防止するために、成型レンズ７のエッジ部７ａに遮光部材１６が直接、塗布又は張り付けられている。この遮光部材１６としては、例えば光が透過しないマイラ、モルトプレーン、遮光用塗料等を使用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ｆθレンズを透過して面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部に向かうレーザ光束を遮光する遮光部材を備えたので、面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができ、特にＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、遮光部材が面倒れ補正レンズの取り付け部材であるか、または取り付け部材に取り付けられているので、安価な構成で面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、遮光部材が面倒れ補正レンズまたはその取り付け部材に塗布または貼り付けられているので、安価な構成で面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができる。
【００２２】
請求項４および５記載の発明によれば、ＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の走査光学装置を示す構成図である。
【図３】従来の走査光学装置を示す構成図である。
【図４】ＡＰＣ制御のための点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】画像書き終わり側のフレアを示す説明図である。
【符号の説明】
１〜５ 第１の光学系（偏向走査光学系）
６，７ 第２の光学系（結像光学系）
８，９ 第３の光学系（同期検知光学系）
１５ レンズ取り付け部材
１５ａ 遮光部
１６ 遮光部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームを走査する走査光学装置に関し、例えばレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において光走査により画像を形成する場合に好適な走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の走査光学装置を示している。半導体レーザ１から出射されたレーザ光束は、コリメートレンズ２により平行光束又は略平行光束に整形され、次いでアパーチャ３、シリンダレンズ４を介して回転多面鏡５の反射面に入射して反射され、等角速度偏向される。回転多面鏡５により反射されたレーザ光束は、ｆθ特性を有する光学素子６により等速度偏向に補正され、次いで成型レンズ７により回転多面鏡５の面倒れが補正されて収束光となる。被走査面１０はこの収束光のビームウェスト位置に配置され、また、光学系６、７の有効光路外であって走査開始側の同期検知位置１１には、レーザ光束を１走査毎に検知して画像書き込み開始位置のタイミングをとるために、反射ミラー８と反射ミラー８により反射されたレーザ光束を受光するフォトダイオード等の光センサ９が配置されている。
【０００３】
このような構成において、ｆθ特性を有する光学素子６と、回転多面鏡５の面倒れを補正する成型レンズ７は、微細なビームスポットにより高密度、高画質を得るために設けられているが、成型レンズ７は製作面とコスト面の理由によりプラスチック等の長尺レンズが用いられている。このため、成型レンズ７にはプラスチックを射出するためのゲートが設けられるが、面精度を確保し、また、複屈折の悪化を避けるために光学的有効部はそのゲートより一定距離を置くことにより確保される。また、成型レンズ７は長尺であるので、強度を確保するために通常、エッジ部７ａが設けられ、このエッジ部７ａに上記のゲートが形成される。また、一般的にはこのエッジ部７ａにおいて成型レンズ７が位置決めされて固定、支持される。
【０００４】
また、半導体レーザ１は温度等に応じて光量が変動するので、半導体レーザ１側に設けられた不図示のフォトダイオード（以下、モニタダイオード）により光量をモニタして光量が一定になるように制御（ＡＰＣ制御）を行う。この場合の発光領域は通常、図４に示すように画像領域の後の非画像領域（有効光路外）である。また、近年の画像形成装置では高速化、高密度化が要求され、このため複数の光束により同時に被走査面１０を走査する装置が提案されている。その中でも複数（図４では４個）の半導体レーザ１と１つのモニタダイオードを備えたＬＤアレイを用いる場合には、個々の半導体レーザ１について同時にＡＰＣ制御することができないので、順次発光させてＡＰＣ制御する必要がある。
【０００５】
このため画像領域の後の非画像領域における光束が増加したり、高速化により非画像領域の走査時間が短くなると、画像領域の後の非画像領域における発光時間が長くなり、また、画像書き終わり時から直ぐにＡＰＣ制御のために発光させると、図５に示すように光束が面倒れ補正用の成型レンズ７の画像書き終わり側のエッジ部７ａに入り込んでエッジ部７ａにより拡散され、フレア２０ａ、２０ｂが発生する可能性が高くなるという問題点がある。また、光学素子６に入り込んで被走査面１０に到達するという問題点がある。特に近年では、感光体の感度が向上して感光体上において必要な光量が減少する傾向があるので、フレアが弱い光パワーであっても感光体が感光し、黒筋やカブリが生じて印字画像の品質を悪化させる。
【０００６】
この種の従来例としては、例えば特開平５−１５０６２１号公報に示すようにｆθレンズを透過して暗箱内で迷光となり、印字保証領域外に向かうレーザ光線を遮光するためにｆθレンズの下流の走査開始側と走査終了側に１対のリブを設ける構造が提案されている。なお、このｆθレンズの特性は、同公報には記載されていないが、面倒れ補正レンズが設けられていないので、等角速度偏向を等速度偏向に補正する特性と、面倒れを補正する特性の両方を有すると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ｆθレンズを透過して暗箱内で迷光となり、印字保証領域外に向かうレーザ光線を遮光することしか考慮していないので、ＡＰＣ制御のためにｆθレンズの走査終了側で点灯させると、回転多面鏡により反射されたレーザ光線がｆθレンズの走査終了側のエッジにより乱反射されて、印字保証領域内に向かうフレアが発生するという問題点がある。
【０００８】
また、他の従来例として例えば特開平６−３６０９号公報に示すように一部もしくは全部が成型レンズからなる光学系と偏向素子の間に前記光学系の光学有効域外を通過する光束を遮光する遮光部材を設けたり、例えば特開平６−５９２０６号公報に示すように水平同期を検知するミラーを支持する部材によりレーザ光が不要に反射して感光体が露光されることを防止する構造が提案されているが、上記従来例ではいずれも、同期検知素子側（光センサ９側）すなわち画像書き込み開始側（走査開始側）のみを遮光することを考慮し、画像書き込み終了側（走査終了側）を遮光することを考慮していないので、ＡＰＣ制御のために画像書き終わり時から発光させた場合にレンズ７の画像書き終わり側のエッジ部７ａによりフレアが発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、ｆθレンズを透過したレーザ光束に対して面倒れ補正レンズにより回転多面鏡の面倒れを補正する構成において、面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができ、特にＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる走査光学装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は上記目的を達成するために、レーザ光束を等角速度偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により等角速度偏向されたレーザ光束を等速度偏向に補正するｆθレンズと、前記ｆθレンズにより補正されたレーザ光束に対して前記回転多面鏡の面倒れを補正して被走査面上に結像する面倒れ補正レンズとを備えた走査光学装置において、前記ｆθレンズを透過して前記面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部に向かうレーザ光束を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において前記遮光部材が、前記面倒れ補正レンズの取り付け部材であるか、または前記取り付け部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１の手段において前記遮光部材が、前記面倒れ補正レンズまたはその取り付け部材に塗布または貼り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第１ないし第３の手段においてレーザ光束を発するレーザ光源と、このレーザ光束をモニタする１つの受光素子を有し、前記レーザ光源を前記面倒れ補正レンズの有効光路外であって走査終了側で順次発光させて前記１つの受光素子によりモニタすることにより、前記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする。
第５の手段は、第４の手段において前記レーザ光束及びレーザ光源が複数であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【００１５】
図１において、半導体レーザ１から出射されたレーザ光束は、コリメートレンズ２により平行光束又は略平行光束に整形され、次いでアパーチャ３、シリンダレンズ４を介して回転多面鏡５の反射面に入射して反射され、等角速度偏向される。回転多面鏡５により反射されたレーザ光束は、ｆθ特性を有する光学素子６により等速度偏向に補正され、次いで成型レンズ７により回転多面鏡５の面倒れが補正されて収束光となる。被走査面１０はこの収束光のビームウェスト位置に配置され、したがって、被走査面１０上に光スポットとして投影される。
【００１６】
また、光学系６、７の有効光路外であって画像書き込み開始側の同期検知位置１１には、レーザ光束を１走査毎に検知して画像書き込み開始位置のタイミングをとるために、反射ミラー８と反射ミラー８により反射されたレーザ光束を受光するフォトダイオード等の光センサ９が配置されている。
【００１７】
そして、成型レンズ７のエッジ部７ａは、このレンズ７を取り付けるための取り付け部材１５に取り付けられ、また、取り付け部材１５の画像書き込み終了側（走査終了側）には、光束２０が成型レンズ７の同じく画像書き込み終了側のエッジ部７ａに入り込むことを防止するための遮光部１５ａが一体で形成されている。なお、遮光部１５ａは取り付け部材１５と一体で形成する代わりに、例えば成型レンズ７を固定するための板バネ等の他の部材でもよく、この場合には安価に構成することができる。
【００１８】
図２は第２の実施形態を示し、光束２０が成型レンズ７の画像書き込み終了側のエッジ部７ａに入り込むことを防止するために、成型レンズ７のエッジ部７ａに遮光部材１６が直接、塗布又は張り付けられている。この遮光部材１６としては、例えば光が透過しないマイラ、モルトプレーン、遮光用塗料等を使用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ｆθレンズを透過して面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部に向かうレーザ光束を遮光する遮光部材を備えたので、面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができ、特にＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、遮光部材が面倒れ補正レンズの取り付け部材であるか、または取り付け部材に取り付けられているので、安価な構成で面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、遮光部材が面倒れ補正レンズまたはその取り付け部材に塗布または貼り付けられているので、安価な構成で面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部により乱反射されるフレアを防止することができる。
【００２２】
請求項４および５記載の発明によれば、ＡＰＣ制御のために走査終了側で点灯させる場合にフレアを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の走査光学装置を示す構成図である。
【図３】従来の走査光学装置を示す構成図である。
【図４】ＡＰＣ制御のための点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】画像書き終わり側のフレアを示す説明図である。
【符号の説明】
１〜５ 第１の光学系（偏向走査光学系）
６，７ 第２の光学系（結像光学系）
８，９ 第３の光学系（同期検知光学系）
１５ レンズ取り付け部材
１５ａ 遮光部
１６ 遮光部材
Claims (5)
- レーザ光束を等角速度偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により等角速度偏向されたレーザ光束を等速度偏向に補正するｆθレンズと、前記ｆθレンズにより補正されたレーザ光束に対して前記回転多面鏡の面倒れを補正して被走査面上に結像する面倒れ補正レンズとを備えた走査光学装置において、
前記ｆθレンズを透過して前記面倒れ補正レンズの走査終了側のエッジ部に向かうレーザ光束を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする走査光学装置。 - 前記遮光部材は、前記面倒れ補正レンズの取り付け部材であるか、または前記取り付け部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の走査光学装置。
- 前記遮光部材は、前記面倒れ補正レンズまたはその取り付け部材に塗布または貼り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の走査光学装置。
- レーザ光束を発するレーザ光源と、このレーザ光束をモニタする１つの受光素子を有し、前記レーザ光源を前記面倒れ補正レンズの有効光路外であって走査終了側で順次発光させて前記１つの受光素子によりモニタすることにより、前記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の走査光学装置。
- 前記レーザ光束及びレーザ光源が複数であることを特徴とする請求項４記載の走査光学装置。
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Family Applications (1)
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