JP3856881B2 - 光走査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報を乗せた光束を結像ミラーによって走査媒体上に集光させる光走査装置に関するもので、デジタル複写機、レーザプリンタ等の書込光学系、さらには、画像形成装置、計測機、検査装置等に適用可能なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から偏向器によって偏向された光束を、結像ミラーを用いて走査媒体上に集光させるようにした光走査装置が提案されているが、偏向反射面の傾きによる集光位置のずれを補正するいわゆる面倒れ補正を様々な機能で対応している。例えば、特開平1−200221号公報や特開平6−123844号公報等に記載されているものは、面倒れ補正用の長尺シリンダー素子や(長尺)トロイダルレンズを光学系に配置させることによって、面倒れの補正を行っている。また、特開平4−194814号公報等に記載されているものは、結像ミラー自体に面倒れの補正機能を設けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平1−200221号公報や特開平6−123844号公報等に記載されているものは、上述のように、面倒れの補正を行うために、長尺シリンダー素子や(長尺)トロイダルレンズを光学系に配置させているため、コスト高やレイアウトの自由度が減少してしまうという問題がある。
【0004】
また、特開平4−194814号公報等に記載されているものは、上述のように、結像ミラー自体に面倒れの補正機能を設けて補正を行っているが、光路の分離をすることが難しく、分離角度を大きくするためには、ハーフミラーを用いなくてはならない。従って、コストが高く、スペースも大きくなってしまう。また、ハーフミラーを用いない場合には、走査線曲がりが大きくなってしまうため、画角を小さくしなければならない。そこで、画角を大きくするために、結像ミラー自体を副走査方向にたわませなければならい。以上のようにコストや加工上において様々な問題がある。
【0005】
また、特開昭64−78214号公報記載のものでは、球面から成る凹面鏡と反射鏡とを対向するように配置した反射光学系において、光束を球面から成る凹面鏡と反射鏡との間で多重反射させることによって光走査を行っている。しかしながら、面倒れ補正機能が設けられていないため、ポリゴンミラー等の偏向器の面倒れを補正することができない。つまり、ポリゴンミラー等の偏向器の面倒れから生じるピッチムラを防止することができなという問題がある。
【0006】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであって、面倒れ補正機構を備えた結像ミラーに光束を多重反射させることによって、また、ハーフミラー等を用いることなく、光路を小さい走査線曲がりで分離することができる光走査装置を提供することを目的とする。本発明はまた、同期信号を得るための同期光束の光路を短くすることを可能にし、もって、光走査ユニットのコンパクト化を図ることができる光走査装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、アナモフィックな形状であり、かつ、上記偏向反射面と上記被走査面とが副走査方向において光学的に共役関係にあることを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明は、上記結像ミラーが、主走査平面上で半径Rmをなす曲線を、主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Rsで回転させたアナモフィックな形状であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、上記結像ミラーが、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Rsで回転させた非球面形状であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、上記反射光学系は、その反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成であり、複数の反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっていることを特徴とする。
【0009】
請求項5記載の発明は、一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、上記反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、上記反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであることを特徴とする。
【0013】
請求項8記載の発明は、光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、副走査平面上で半径Rsをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸を回転軸として半径Rmで回転させたノーマルトロイダル形状であることを特徴とする。
【0014】
請求項9記載の発明は、請求項8記載の発明において、反射光学系の反射鏡は、一体的に構成されていることを特徴とする
請求項10記載の発明は、請求項8記載の発明において、反射光学系の反射鏡は、透明体の一部に蒸着を施したものであることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項1,2または8記載の発明において、光束を結像ミラーでn回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラーでn+1回以上反射させることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光走査装置の実施の形態について説明する。図1において、符号1は、発散光束を出射する光源を示している。この光源1には、レーザダイオード(LD)、発光ダイオード(LED)等が使用される。上記光原1から出射した発散光束は、カップリングレンズ2を透過する。上記カップリングレンズ2は、透過光束を集光光束としてもよいし、発散光束としてもよく、あるいは実質的な平行光束としてもよい。
【0019】
上記カップリングレンズ2を透過した光束は、線像結像素子としてのシリンドリカルレンズ3を透過して副走査方向にのみ集束し、偏向器4の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器4は、入射光束を等角速度的に偏向する。上記偏向器4の偏向反射面により反射された光束は、第1折り返しミラー5によって、結像ミラー(fθミラー)7に向かって反射し、結像ミラー7によって集束しつつ、第2折り返しミラー6に向かって出射する。この第2折り返しミラー6へ出射した光束は、第2折り返しミラー6によって、再び結像ミラー7に向かって反射し、結像ミラー7により再び反射されて集束され、上記偏向器4の等角速度的な偏向に伴って、感光体8の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。
【0020】
従って、図1に示す実施の形態では1つの結像ミラー7しか用いていないが、結像ミラー7で2回反射するため、2つの結像ミラーを用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器4の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【0021】
次に、上記結像ミラー7の反射面の形状について説明する。図12に示すように、結像ミラー7の反射面の形状は、主走査平面上で点Oを中心に半径Rmで描かれた曲線X(H)を、主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点O’を中心に半径Rsで回転させたアナモフィックな形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図1、図12に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【0022】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図2に示すように、角度θ1は第1折り返しミラー5の傾斜角度を示しており、角度θ2は第2折り返しミラー6の傾斜角度を示している。さらに、角度θ3は結像ミラー7の傾斜角度を示している。上記角度θ1、θ2、θ3は、それぞれ偏向器4による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、d1は、上記偏向器4の偏向反射面から第1折り返しミラー5の反射面までの水平方向の距離を示しており、d2は、結像ミラー7の反射面から第1折り返しミラー5の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、d3は、結像ミラー7の反射面から第2折り返しミラー6の反射面までの水平方向の距離を示している。図2では、わかりやすくするために、像高0の光線のみを示している。
【0023】
(実施例1)
Rm=300 Rs=128
d1=40 d2=23.2 d3=26.2
θ1=18゜ θ2=18゜ θ3=17.85゜
【0024】
図3は、上記実施例1の収差図を示している。図3(a)は、偏向器4の回転時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図3(b)に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図3(c)に示す破線は、fθ特性を示している。
【0025】
上記第1、第2折り返しミラー5、6及び上記結像ミラー7の角度θ1、θ2、θ3を種々変えることができ、これによって、レイアウトの自由度を適宜に増すこともできる。
【0026】
次に、結像ミラー7の形状についての別の例を説明する。図12において、結像ミラー7の形状を
となる曲線X(H)を主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点O’を中心に半径Rsで回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正することができる。
【0027】
以下、具体的な実施例を挙げる。
(実施例2)
Rm=515 Rs=177.5 K=−4.8
d1=40 d2=23.1 d3=26.2
θ1=18゜ θ2=18゜ θ3=19.57゜
【0028】
図4は、上記実施例2の収差図を示している。図4は、上記実施例1と同様に、図4(a)は、偏向器4の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図4(b)に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図4(c)に示す破線は、fθ特性を示している。
【0029】
上記実施例2においては、円錐定数Kのみを使用しているが、非球面係数Aiも使用すれば、より良好に収差を補正することができる。
【0030】
また、レイアウト上から、次に説明する構成にすることも可能である。図5に示すように、偏向器4に入射する光束を副走査方向に入射角度θ4で入射するようにする。そのときの、第1折り返しミラー5の傾斜角度をθ1’、第2折り返しミラー6の傾斜角度をθ2’、結像ミラー7’の傾斜角度をθ3’とする。上記角度θ1’、θ2’、θ3’は、それぞれ時計回りを正としている。また、d1’は、上記偏向器4の偏向反射面から第1折り返しミラー5の反射面までの水平方向の距離を示しており、d2’は、結像ミラー7’の反射面から第1折り返しミラー5の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、d3’は、結像ミラー7’の反射面から第2折り返しミラー6の反射面までの水平方向の距離を示している。
【0031】
以下、具体的な実施例を挙げる。
(実施例3)
Rm=515 Rs=185.5 K=−4.8
d1’=43.1 d2’=24.7 d3’=27.1
θ1’=12゜ θ2’=12゜ θ3’=10.75゜
θ4=8゜
【0032】
図6は、上記実施例3の収差図を示している。図6も、上記実施例1、2と同様な収差図であるので説明は省略する。ここで、上記実施例2及び3は、実施例1と比較した場合、fθ特性が特に良好になっていることがわかる。
【0033】
図2、図5において、第1、第2折り返しミラー5、6は、それぞれ独立したものとして説明したが、図7に示すように透明体の平行平板10に、上記第1、第2折り返しミラー5、6に代えて反射部分5’、6’を設ければ、折り返しミラー5、6を一体的に作ることができ、コストを安くすることができる。上記実施例1ないし3では、θ1=θ2、θ1’=θ2’であり、第1、第2折り返しミラー5、6の反射面が同一平面上にあるため、上述のように折り返しミラー5、6を一体的に作ることができる。上記反射部分5’、6’は蒸着等によって平行平板10に反射膜を形成することによって設けることができる。上記反射部分5’、6’の間は透明で光が通過することができる。
【0034】
通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を防止するために、図8に示すようにハウジング11などでほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査装置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス10’を透過して感光体8の被走査面上に至る。従って、上記折り返しミラー5、6に代えた反射部分5’、6’を上記防塵ガラス10’の所定の位置に蒸着させて作成すれば、コストを削減することができる。
【0035】
図9に示すように、偏向器4の偏向反射面より反射された光束をまず結像ミラー12によって折り返し、折り返しミラー13に向かって反射させ、折り返しミラー13の反射光を再び結像ミラー12で折り返しミラー13に向かって反射させ、折り返しミラー13の反射光を感光体8に向かわせるようにすれば、光線の分離角度を大きく取ることができ、レイアウトを容易にすることができる。この図には示してないが、図5に示したように、偏向器4に入射する光束を副走査方向に入射角度θ4で入射するようにすることも可能である。また、上記折り返しミラー13を2枚に分離して構成することも可能である。以下、具体的な実施例を挙げると共に、この実施例の収差図を図10に示す。b1は、上記偏向器4の偏向反射面から結像ミラー12の反射面までの水平方向の距離を示しており、b2は、結像ミラー12の反射面から折り返しミラー13の反射面までの水平方向の距離を示している。また、角度β1は結像ミラー12の傾斜角度を示しており、角度β2は折り返しミラー13の傾斜角度を示している。
【0036】
(実施例4)
Rm=380 Rs=131.3 K=−4.4
b1=50 b2=19.7
β1=15゜ β2=25.1゜
【0037】
上記実施例4のように、偏向器4の偏向反射面より反射された光束をまず結像ミラー12で反射させるようにした場合、図11に示すように、防塵ガラス15に蒸着等により所定の位置に反射面として折り返しミラー16を設ければ、折り返しミラー16と防塵ガラス15の二つの機能を兼ねることができ、コストを削減することができる。なお、図11の例では、折り返しミラー16は、光束を1回だけ反射し、結像ミラー12による2回目の反射光束は防塵ガラス15の無反射面を透過して感光体8に至るようになっていて、図9に示す例のように、折り返しミラー13が2回反射するものとは異なっているが、光学的には図9の例も図11の例も実質的な差異はない。
【0038】
以上説明した実施の形態において、折り返しミラーは平面ミラーである。また、結像ミラーに2度だけ入射させた時の実施例を説明したが、3度以上入射させても可能である。
【0039】
次に別の実施の形態について説明する。図13ないし図14において、光源1から出射した発散光束は、カップリングレンズ2を透過し、シリンドリカルレンズ3を透過して副走査方向のみに集束し、偏向器4の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器4は、入射光束を等角度速度的に偏向する。上記偏向器4の偏向反射面により反射された光束は、結像ミラー70によって集束しつつ、後述する偏心量(傾斜角度γ1)に応じて第1折り返しミラー50に向かって反射し、第1折り返しミラー50によって、再び結像ミラー70に向かって出射する。この結像ミラー70に向かって出射した光束は、第2折り返しミラー60に向かって反射し、第2折り返しミラー60によって反射され、上記偏向器4の等角速度的な偏向に伴って、感光体8の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。
【0040】
従って、図1で説明した実施例と同様に、1つの結像ミラー70しか用いていないが、結像ミラー70で2回反射するため、2つの結像ミラー70を用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器4の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【0041】
次に、上記結像ミラー70の反射面の形状について説明する。図18に示すように、結像ミラー70の反射面の形状は、副走査平面上で半径Rsをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸Xを回転軸として点Oを中心に半径Rmで回転させたノーマルトロイダル形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図18に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【0042】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図14に示すように、角度γ1は結像ミラー70の傾斜角度を示しており、角度γ2は第1折り返しミラー50の傾斜角度を示している。さらに、角度γ3は第2折り返しミラー60の傾斜角度を示している。上記角度γ1、γ2、γ3は、それぞれ偏向器4による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、m1は、上記偏向器4の偏向反射面から結像ミラー70の反射面までの水平方向の距離を示しており、m2は、第1折り返しミラー50の反射面から結像ミラー70の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、m3は、第2折り返しミラー60の反射面から結像ミラー70の反射面までの水平方向の距離を示している。図13では、わかりやすくするために、像高0の光線のみを示している。
【0043】
(実施例5)
Rm=420 Rs=145.5
m1=65 m2=27.5 m3=30.6
γ1=15.24゜ γ2=25゜ γ3=25゜
【0044】
図15は、上記実施例5の収差図を示している。図15(a)は、偏向器4の回転時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図15(b)に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図15(c)に示す破線は、fθ特性を示している。
【0045】
上記第1、第2折り返しミラー50、60及び上記結像ミラー70の角度γ1、γ2、γ3を種々変えることができ、これによって、レイアウトの自由度を適宜に増すこともできる。
【0046】
図14に示す例は、第1、第2折り返しミラー50、60は、それぞれ独立したものとなっていたが、図16に示すように、上記第1、第2折り返しミラー50、60に代えて1枚の第3折り返しミラー90を設ければ、折り返しミラー50、60を一体的に作ることができ、コストを安くすることができる。上記実施例5において、γ2=γ3であり、反射面が同一平面上にあるため、上述のように折り返しミラー50、60を一体的に作ることができる。
【0047】
通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を防止するために、図17に示すようにハウジング11などでほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査装置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス100を透過して感光体8の被走査面上に至る。従って、上記折り返しミラー90に代えた反射部分90’を上記防塵ガラス100の所定の位置に蒸着させて作成すれば、折り返しミラー90と防塵ガラス100の二つの機能を兼ねることができ、コストを削減することができる。
【0048】
次に、本願発明に関連のある参考例について説明する。図19ないし図20において、光源1から出射した発散光束は、カップリングレンズ2を透過し、シリンドリカルレンズ3を透過して副走査方向のみに収束し、偏向器4の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器4は、入射光束を等角度速度的に偏向する。上記偏向器4の偏向反射面により反射された光束は、結像ミラー50’によって集束しつつ、後述する偏心量(傾斜角度ε1)に応じて副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラー60’に向かって反射し、シリンドリカルミラー60’によって、再び結像ミラー50’に向かって出射する。この結像ミラー50’に向かって出射した光束は、結像ミラー50’によって、再びシリンドリカルミラー60’に向かって反射され、シリンドリカルミラー60’によって反射されて感光体8の被走査面に至る。この反射光は、上記光偏向器4の等角速度的な偏向に伴って、感光体8の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。このように、図19、図20に示す参考例は、反射光学系の反射鏡が副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラー60’である点が、これまでの実施の形態と異なっている。
【0049】
図19、図20に示す例では、図1及び図13で説明した実施例と同様に、1つの結像ミラー50’しか用いていないが、結像ミラー50’で2回反射するため、2つの結像ミラーを用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器4の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【0050】
次に、上記結像ミラー50’の反射面の形状について説明する。結像ミラー50’の反射面の形状は、上記結像ミラー7の反射面の形状と同様である。従って、結像ミラー50’の反射面の形状は、図12に示すように、主走査平面上で点Oを中心に半径Rmで描かれた曲線X(H)を、主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点O’を中心に半径Rsで回転させたアナモフィックな形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図12、図19に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【0051】
また、上記シリンドリカルミラー60’は反射鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Rcyをもった形状をしている。このように、反射鏡にシリンドリカルミラー60’を用いているため、副走査方向の像面湾曲を補正するための設計自由度を増すことが可能である。
【0052】
図12に示す上記結像ミラー7と同様に、結像ミラー50’の形状を
となる曲線X(H)を主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点O’を中心に半径Rsで回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正することができる。
【0053】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図20に示すように、角度ε1は結像ミラー50’の傾斜角度を示しており、角度ε2はシリンドリカルミラー60’の傾斜角度を示している。上記角度ε1、ε2は、それぞれ偏向器4による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、L1は、上記偏向器4の偏向反射面から結像ミラー50’の反射面までの水平方向の距離を示しており、L2は、シリンドリカルミラー60’の反射面から結像ミラー50’の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、L3は、上記偏向器4からの反射光束を反射する結像ミラー50の反射面から、その結像ミラー50の反射面からの反射光束を反射するシリンドリカルミラー60’の反射面までの垂直方向の距離を示している。図20では、わかりやすくするために、像高0の光線のみを示している。
【0054】
以下、具体的な実施例を挙げる。
(実施例6)
Rm=380 Rs=147.7 K=−4.4
L1=50 L2=19.45 L3=11.65
ε1=15.46゜ ε2=25.1゜ Rcy=1000
【0055】
図21は、上記実施例6の収差図を示している。図21(a)は、偏向器4の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図21(b)に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図21(c)に示す破線は、fθ特性を示している。
【0056】
上記実施例6においては、円錐定数Kのみを使用しているが、非球面係数Aiも使用すれば、より良好に収差を補正することができる。また、シリンドリカルミラー60’や結像ミラー50’の角度を種々変えることによって、適宜レイアウトを自由に設定することができる。
【0057】
次に、上記結像ミラー50’の形状についての別の例を説明する。図18に示すように、結像ミラー50’の反射面の形状は、副走査平面上で半径Rsをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸Xを回転軸として点Oを中心に半径Rmで回転させたノーマルトロイダル形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図18、図19に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【0058】
以下、具体的な実施例を挙げる。
(実施例7)
Rm=420 Rs=161
L1=65 L2=27.6 L3=16.27
ε1=15.24゜ ε2=23.85゜ Rcy=1000
【0059】
図22は、上記実施例7の収差図を示している。図22(a)は、偏向器4の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図22(b)に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図22(c)に示す破線は、fθ特性を示している。
【0060】
上記実施例7においても、シリンドリカルミラー60’や結像ミラー50’の角度を種々変えることによって、適宜レイアウトを自由に設定することができる。この場合も、シリンドリカルミラー60’は反射鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Rcyをもった形状をしている。反射鏡にシリンドリカルミラー60’を用いているため、副走査方向の像面湾曲を補正するための設計自由度を増すことが可能である。
【0061】
次に、本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態について説明する。図23に示すように、上記偏向器4の偏向反射面により反射された光束は、第1折り返しミラー5、結像ミラー7、第2折り返しミラー6、結像ミラー7の順で反射され、感光体8の被走査面に至る。一方、走査光束の外側の同期光束31は、第1折り返しミラー5によって、結像ミラー7に向かって反射され、結像ミラー7によって、第2折り返しミラー6に向かって出射する。この第2折り返しミラー6へ出射された同期光束31は第2折り返しミラー6によって、再び結像ミラー7に向かって反射され、結像ミラー7によって、第3折り返しミラー33に向かって反射される。この第3折り返しミラー33に向かって反射された同期光束31は、結像ミラー7と第1折り返しミラー5との間に配置されている第3折り返しミラー33によって、再び結像ミラー7に向かって反射され、結像ミラー7によって、同期検知部32に向かって出射される。このように、走査光束は結像ミラー7によって2回反射されるのに対し、同期光束31は結像ミラー7によって3回反射されるため、同期光束31の光路を短くしても同期光束31を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。結像ミラー7による光束の反射回数は任意であるが、走査光束がn回多重反射されるとすれば、同期光束はn+1回以上反射されるものとする。
【0062】
図23では、図1で説明した実施例において、同期光束31を多重反射させた例を示したが、図13で説明した実施例においても同期光束31を多重反射させることができる。その例を図24に示す。図24において、上記偏向器4の偏向反射面により反射された同期光束31を、結像ミラー70によって、第1折り返しミラー50に向かって反射させ、第1折り返しミラー50によって、再び結像ミラー70に向かって出射させる。この結像ミラー70へ出射された同期光束31を結像ミラー70によって、第3折り返しミラー33に向かって反射させる。この第3折り返しミラー33へ出射された同期光束31を第3折り返しミラー33によって、再び結像ミラー70に向かって反射させ、結像ミラー70によって、同期検知部32に向かって出射させる。上記第3折り返しミラー33は、同期光束31のみを結像ミラー70に向かって反射するミラーである。従って、この実施例においても、同期光束31を結像ミラー70で走査光束の反射回数よりも1回多く多重反射させるようになっており、これにより、同期光束31の光路を短くしても同期光束31を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。この例の場合も、結像ミラー70による走査光束の反射回数をn回としたとき、、同期光束31の結像ミラー70による反射回数はn+1回以上とする。
【0063】
【発明の効果】
請求項1または2記載の発明によれば、アナモフィックな結像ミラーに光束を多重反射させるようにしたため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラー等を用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離させることができる。また、光路長も見かけ上小さくすることができるため、装置全体を小型化にすることができる。
【0064】
請求項3記載の発明によれば、結像ミラーは、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Rsで回転させた非球面形状にしたため、像面湾曲や等速性(fθ特性)等の収差を良好にすることができる。
【0065】
請求項4記載の発明によれば、反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成の場合、反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっているため、コストを低減させることができる。
【0066】
請求項5記載の発明によれば、一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【0067】
請求項6記載の発明によれば、反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射するようにしたため、分離角度をより大きくすることができ、レイアウトの自由度を増加することができる。
【0068】
請求項7記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【0069】
請求項8記載の発明によれば、ノーマルトロイダル形状の結像ミラーに光束を多重反射させるようにしたため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラー等を用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離させることができる。また、光路長も見かけ上小さくすることができるため、装置全体を小型化にすることができる。
【0070】
請求項9記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡が、一体的に構成されているため、コストを低減させることができる。
【0071】
請求項10記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【0073】
請求項11記載の発明によれば、光束を結像ミラーでn回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラーでn+1回以上反射させるようにしたため、同期光束の光路を短くしても同期光束を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図2】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図3】本発明にかかる光走査装置の一実施例の収差図である。
【図4】本発明にかかる光走査装置の別の実施例の収差図である。
【図5】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図6】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例の収差図である。
【図7】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図8】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図9】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図10】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例の収差図である。
【図11】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図12】本発明にかかる光走査装置に用いられる結像ミラーの構成を示す斜視図である。
【図13】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図14】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図15】同上の光走査装置の一実施例の収差図である。
【図16】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図17】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図18】本発明にかかる光走査装置に用いられる別の結像ミラーの構成を示す斜視図である。
【図19】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図20】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図21】同上の光走査装置の一実施例の収差図である。
【図22】同上の光走査装置の別の実施例の収差図である。
【図23】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図24】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【符号の説明】
1 光源
2 カップリングレンズ
3 シリンドリカルレンズ
4 偏向器
5 第1折り返しミラー
6 第2折り返しミラー
7 結像ミラー
8 感光体
31 同期光束
32 同期検知部
33 第3折り返しミラー
Claims (11)
- 光走査用の光束を放射する光源装置と、
上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、
上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、
上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、
上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、
上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、
上記結像ミラーは、アナモフィックな形状であり、かつ、上記偏向反射面と上記被走査面とが副走査方向において光学的に共役関係にあることを特徴とする光走査装置。 - 上記結像ミラーは、主走査平面上で半径Rmをなす曲線を、主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Rsで回転させたアナモフィックな形状であることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 上記結像ミラーは、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Rsで回転させた非球面形状であることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 上記反射光学系は、その反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成であり、複数の反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光走査装置。
- 一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであることを特徴とする請求項4記載の光走査装置。
- 上記反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光走査装置。
- 上記反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求項6記載の光走査装置。
- 光走査用の光束を放射する光源装置と、
上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、
上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、
上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、
上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、
上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、
上記結像ミラーは、副走査平面上で半径Rsをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸を回転軸として半径Rmで回転させたノーマルトロイダル形状であることを特徴とする光走査装置。 - 上記反射光学系の反射鏡は、一体的に構成されていることを特徴とする請求項8記載の光走査装置。
- 上記反射光学系の反射鏡は、透明体の一部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求項8または9記載の光走査装置。
- 光束を結像ミラーでn回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラ ーでn+1回以上反射させることを特徴とする請求項1、2または8記載の光走査装置。
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