JP4366562B2 - 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、光走査装置に関し、特に、回転多面鏡等の光偏向反射鏡に入射させる光ビームと光偏向反射鏡から反射された偏向光ビームとがミラーによって折り返される光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光走査装置においては、例えば図6に示すように、光源から回転多面鏡10に入射する光ビームa1 を副走査断面(回転多面鏡10の回転軸12と入射光ビームa1 を含む断面)内で回転多面鏡10の回転軸12に対して垂直でなく例えば斜め上方から入射させ、回転多面鏡10の偏向反射鏡11で斜め下方に偏向反射させる場合に、この光走査装置が用いられる画像形成装置等のレイアウトに合わせるように、入射光ビームa1 を折り返しミラー21により、また、偏向反射光ビームa2 を折り返しミラー22と23により所定方向に折り返すものが知られている(例えば特開平7−168115号公報)。図6の場合、光源は図の面の裏面側に位置し、そこから図の面の表面側に向かうように出た光ビームは折り返しミラー21で図の右斜め下方に折り曲げられ、また、回転多面鏡10の偏向反射鏡11で図の左斜め下方に偏向反射された光ビームa2 は、走査光学系(結像レンズ)20を経て折り返しミラー22で図の右斜め下方に折り曲げられ、次の折り返しミラー23で今度は図の上方へ折り曲げられ、感光ドラム等の被走査面25上に入射して、紙面に垂直の走査線を描く。
【0003】
なお、このような光走査装置において、通常は、回転多面鏡10及びそれを回転させるモータ9、走査光学系20、折り返しミラー21〜23、図示を省いた光源等は、ハウジング30中に支持部材により取り付けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような回転多面鏡10に入射出する光ビームa1 、a2 を折り返す光走査装置においては、図6に示すように、入射光ビームa1 を折り返す折り返しミラー21と偏向反射光ビームa2 を折り返す折り返しミラー23とが走査光学系(結像レンズ)20を間に挟んで反対側に配置されているので、光走査装置の上下方向の厚さ(回転多面鏡10の回転軸12方向の寸法)Dが厚くならざるを得ないと言った問題がある。また、ハウジング30の支持面(図の場合は、ハウジング30の底面)に対して、一方の折り返しミラー21は走査光学系20あるいは偏向反射光ビームa2 を避けて反対側に取り付ける必要があり、その取付け構造が複雑になり、精度良く支持することが容易でないと言う問題もある。
【0005】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転多面鏡に入射出する光ビームを折り返す光走査装置において、折り返しミラーの取付け構造が簡単で精度良く支持可能で、かつ、回転多面鏡の回転軸方向の寸法を薄く構成可能にすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の光走査装置は、光源と、前記光源から射出された光ビームを折り返す入射折り返しミラーと、前記入射折り返しミラーで折り返された光ビームが入射する偏向反射鏡を有する回転多面鏡と、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射ビームを結像させる走査光学系と、前記走査光学系から射出された偏向反射ビームを折り返す1番目の折り返しミラーと、前記1番目の折り返しミラーで折り返された偏向反射ビームをさらに折り返す2番目の折り返しミラーとを備え、前記2番目の折り返しミラーで折り返された偏向反射ビームで被走査面を一方向に走査する光走査装置において、
前記回転多面鏡の回転軸を含む面内において、前記偏向反射鏡に対しで、前記入射折り返しミラーによって折り返された光ビームが前記回転軸に対して垂直ではなく斜め方向がら入射し、さらに、前記偏向反射鏡によって偏向反射された偏向反射ビームは、前記光ビームの入射側とは前記回転軸に直交する方向を挟んで反対の斜め方向に偏向反射され、
前記l番目の折り返しミラーによって折り返された偏向反射光ビームが、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、前記偏向反射鏡に入射する光源からの光ビームと同じ側にあり、かつ、前記被走査面とは反対側に位置し、
さらに、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとが、前記走査光学系を挟んで、相互に反対側に配置されており、前記偏向反射鏡からの距離が、前記入射折り返しミラー、前記走査光学系、前記2番目の折り返しミラーの順に遠くなるように配置されていることを特徴とするものである。
【0007】
この場合、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとが、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、同じ側に配置されていることが望ましい。
【0008】
また、前記被走査面が、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとの反対側に配置されていることが望ましい。
【0009】
また、前記被走査面が、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとの反対側に配置されていることが望ましい。
【0010】
また、以上において、前記偏向反射鏡は前記回転多面鏡の回転軸に平行であり、前記偏向反射鏡に対向して2枚の固定平面鏡が配置されており、前記光源から射出され前記入射折り返しミラーで折り返された光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して前記偏向反射鏡に入射され、前記偏向反射鏡で反射された光ビームが、前記2枚の固定平面鏡で順次反射されて前記偏向反射鏡に再度入射し、前記偏向反射鏡で2回目に反射された前記偏向反射光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して前記走査光学系に入射するように構威されていることが望ましい。
【0011】
本発明においては、光走査装置の上下方向の厚さ(回転多面鏡の回転軸方向の寸法)をより薄くすることができ、左右方向の大きさ、奥行き方向の大きさを小さくすることができ、また、折り返しミラーの取付け構造がより簡単になり、精度良く支持することが可能になり、高精度の光走査装置を小型に構成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光走査装置を実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施例の光走査装置の図6と同様の副走査断面を示す図であり、図6と対比しながら説明する。この光走査装置においては、図の面の裏面側に位置する光源1(図3参照)から表面側に向かうように出た光ビームa1 を折り曲げて回転多面鏡10の偏向反射鏡11に入射させる折り返しミラー21が、偏向反射鏡11で偏向反射された光ビームa2 に対して、図6の従来の場合と異なり、偏向反射側の2番目の折り返しミラー23と同じ側、すなわち、図の場合は下側に配置されている点で従来の場合と異なる。
【0014】
したがって、その光源1から出た光ビームa1 は、折り返しミラー21により副走査断面(回転多面鏡10の回転軸12と入射光ビームa1 を含む断面)内で回転多面鏡10の回転軸12に対して垂直でなく右斜め上方に入射するように反射され、その回転多面鏡10の偏向反射鏡11で図の左斜め上方に偏向反射光ビームa2 として偏向反射される。その偏向反射光ビームa2 は走査光学系(結像レンズ)20を経て折り返しミラー22で図の右斜め下方に折り曲げられ、偏向反射側の2番目の折り返しミラー23で今度は図の上方へ折り曲げられ、感光ドラム等の被走査面25上に入射して、紙面に垂直の走査線を描く。なお、図中、符号9は回転多面鏡10を回転させるモータ、30は回転多面鏡10、モータ9、走査光学系20、折り返しミラー21〜23等を支持するハウジングである。
【0015】
このように、この実施例の光走査装置においては、光源1からの入射光ビームa1 を偏向反射鏡11に垂直でなく斜め方向から入射させ、その入射側とは反対の斜め方向に偏向反射させて偏向反射光ビームa2 として射出させる構成において、偏向反射鏡11の入射側に配置する折り返しミラー21と、その射出側に配置する2番目の折り返しミラー23とを、偏向反射鏡11で偏向反射され、射出側に配置された1番目の折り返しミラー22に入射する前の偏向反射光ビームa2 に対して、同じ側に配置することにより、光走査装置の上下方向の厚さ(回転多面鏡10の回転軸12方向の寸法)Dをより薄くすることができる。また、折り返しミラー21と23とをハウジング30に対して同じ側で支持することができるので、折り返しミラー21と23の取付け構造がより簡単になり、精度良く支持することが可能になる。
【0016】
図2、図3は実施例1の変形を示す図であり、図2は図1に対応する副走査断面を示す図、図3は図2の被走査面25側から見た図である。図3中、符号1は光源、2は入射光ビームa1 中に配置される照明光学系、3は水平同期検出器に偏向反射光ビームa2 を導くための微小ミラー、bは被走査面25上に描かれる走査線を示す。
【0017】
この実施例が図1の実施例に対して異なるのは、偏向反射鏡11の入射側に配置される折り返しミラー21の位置が若干異なる点のみであり、その部分のみを説明すると、折り返しミラー21は、走査光学系20を挟んで、折り返しミラー23と反対側に配置されている。その他は図1の場合と同様である。すなわち、この実施例においては、偏向反射鏡11の入射側に配置する折り返しミラー21と、その射出側に配置する2番目の折り返しミラー23とは、偏向反射鏡11で偏向反射され、射出側に配置された1番目の折り返しミラー22に入射する前の偏向反射光ビームa2 に対して、同じ側に配置され、かつ、偏向反射光ビームa2 中に配置される走査光学系20を挟んで、相互に反対側に配置されている。そのため、光走査装置の上下方向の厚さDをさらに薄くすることができる。
【0018】
ところで、本出願人は、光源から射出される光ビームを回転多面鏡の偏向反射鏡にその回転軸に対して垂直でなく斜め方向から入射させ、その入射側とは反対の斜め方向に偏向反射させて偏向反射光ビームとして射出させて走査する光走査装置の光偏向光学系として、特願2001−104668及び特願2002−33500において、回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、その偏向反射面に入射して反射された光ビームがその2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系において、偏向反射面に最初に入射する光ビームを含みその回転軸に平行な面を入射平面とするとき、2枚の固定平面鏡は入射平面に対して垂直に相互に間隙をおいて配置され、偏向反射面に最初に入射する光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されている光偏向光学系を提案している。
【0019】
このような構成により、高精度の平面鏡であって加工が容易で安価なものを用いることができるようになり、また、偏向反射面に出入りがあっても走査線のピッチ変化が起こらず、また、射出光ビームのねじれがない光偏向光学系が可能となる。
【0020】
すなわち、図4に副走査断面を、図5に光偏向光学系の主要部を示すように、偏向反射面11に面して2枚の固定平面鏡13、14が相互に角度をなして、かつ、間に間隙15を開けて配置されており、入射光ビームa1 は固定平面鏡13と14の間隙15を通って回転軸12に沿った図の場合は斜め下方から偏向反射面11に入射する。その偏向反射面11で1回目の反射を行った光ビームaA は斜め上方へ進み、一方の固定平面鏡13に入射し、そこで反射された光ビームaB は下方へ進み、今度は他方の固定平面鏡14に入射し、そこで反射された光ビームaC は再度偏向反射面11に入射し、その偏向反射面11で2回目の反射を行った光ビームa2 は、固定平面鏡13と14の間隙15を通って斜め上方へ進み、走査光学系20を経て集束光ビームに変換され、被走査面25に入射して集束する。偏向反射面11は回転軸12の周りで回転するので、その集束光ビームは偏向反射面11の回転速度の略4倍の回転速度で回転して被走査面25上に走査線bを描く。回転多面鏡10の回転に伴って入射光ビームa1 の入射位置に隣接する偏向反射面11が順次入っては出るので、回転多面鏡10の回転に伴って被走査面25上の同じ位置に走査線bが一端から他端へ順次描かれる。この方向の走査が主走査になる。被走査面25上の被走査体を走査線bと直交する方向へ一定速度で副走査することにより、被走査体上には走査線bが一定ピッチで並ぶラスター走査が行われることになる。
【0021】
ここで、入射光ビームa1 の中心光線を含み、回転軸12に平行な平面を入射平面と定義すると、2枚の固定平面鏡13、14は入射平面に対して垂直に配置されている。
【0022】
そして、図5に示すように、偏向反射面11が入射平面に垂直で正面を向いているときには、光ビームa1 、aA 、aB 、aC 、a2 は全て紙面の入射平面内にあり、このときの入射光ビームa1 の偏向反射面11に対する入射角をθ1、射出光ビームa2 の射出角をθ2とすると、
0.92≦(θ2/θ1)≦1.25 ・・・(1)
の関係を満たす場合に、射出光ビームa2 のねじれが良く補正されることになり、特に、θ1=θ2のとき、射出光ビームa2 のねじれは略キャンセルされてゼロとなるものである。また、θ1=θ2のとき、偏向反射面11の回転軸12からの出入りによる走査線変位を完全になくすことができるものである。
【0023】
このような偏向反射面11に面して2枚の固定平面鏡13、14を配置した光走査装置においても、図4に示すように、図1と同様に、偏向反射鏡11の入射側に配置する折り返しミラー21と、その射出側に配置する2番目の折り返しミラー23とを、偏向反射鏡11で偏向反射され、射出側に配置された1番目の折り返しミラー22に入射する前の偏向反射光ビームa2 に対して、同じ側に配置することにより、光走査装置の上下方向の厚さ(回転多面鏡10の回転軸12方向の寸法)Dをより薄くすることができる。また、折り返しミラー21と23とをハウジング30に対して同じ側で支持することができるので、折り返しミラー21と23の取付け構造がより簡単になり、精度良く支持することが可能になる。
【0024】
また、この場合も、図2〜図3と同様に、折り返しミラー21を、走査光学系20を挟んで、折り返しミラー23とは反対側に配置するようにして、光走査装置の上下方向の厚さDをさらに薄くするようにしてもよい。
【0025】
以上、本発明の光走査装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の光走査装置によれば、偏向反射鏡の射出側に折り返しミラーが配置され、その折り返しミラーによって折り返された偏向反射光ビームが、偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、偏向反射鏡に入射する光源からの光ビームと同じ側にあり、かつ、被走査面とは反対側に位置する構成、あるいは、偏向反射鏡の入射側に配置される折り返しミラーと、その射出側に配置される2番目の折り返しミラーとが、その射出側に配置される1番目の折り返しミラーに入射する前の偏向反射光ビームに対して、同じ側に配置されている構成であるので、光走査装置の上下方向の厚さ(回転多面鏡の回転軸方向の寸法)をより薄くすることができ、また、折り返しミラーの取付け構造がより簡単になり、精度良く支持することが可能になり、高精度の光走査装置を小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の光走査装置の副走査断面を示す図である。
【図2】本発明の別の実施例の光走査装置の副走査断面を示す図である。
【図3】図2の被走査面側から見た図である。
【図4】本発明の別の実施例の光走査装置の副走査断面を示す図である。
【図5】図4の光偏向光学系の主要部を示す図である。
【図6】従来例の光走査装置の副走査断面を示す図である。
【符号の説明】
1…光源
2…照明光学系
3…微小ミラー
9…モータ
10…回転多面鏡
11…偏向反射鏡
12…回転多面鏡の回転軸
13、14…固定平面鏡
15…間隙
20…走査光学系(結像レンズ)
21、22、23…折り返しミラー
25…被走査面
30…ハウジング
a1 …入射光ビーム
a2 …偏向反射光ビーム
aA 、aB 、aC …反射光ビーム
b…走査線
Claims (4)
- 光源と、前記光源から射出された光ビームを折り返す入射折り返しミラーと、前記入射折り返しミラーで折り返された光ビームが入射する偏向反射鏡を有する回転多面鏡と、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射ビームを結像させる走査光学系と、前記走査光学系から射出された偏向反射ビームを折り返す1番目の折り返しミラーと、前記1番目の折り返しミラーで折り返された偏向反射ビームをさらに折り返す2番目の折り返しミラーとを備え、前記2番目の折り返しミラーで折り返された偏向反射ビームで被走査面を一方向に走査する光走査装置において、
前記回転多面鏡の回転軸を含む面内において、前記偏向反射鏡に対しで、前記入射折り返しミラーによって折り返された光ビームが前記回転軸に対して垂直ではなく斜め方向がら入射し、さらに、前記偏向反射鏡によって偏向反射された偏向反射ビームは、前記光ビームの入射側とは前記回転軸に直交する方向を挟んで反対の斜め方向に偏向反射され、
前記l番目の折り返しミラーによって折り返された偏向反射光ビームが、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、前記偏向反射鏡に入射する光源からの光ビームと同じ側にあり、かつ、前記被走査面とは反対側に位置し、
さらに、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとが、前記走査光学系を挟んで、相互に反対側に配置されており、前記偏向反射鏡からの距離が、前記入射折り返しミラー、前記走査光学系、前記2番目の折り返しミラーの順に遠くなるように配置されていることを特徴とする光走査装置。 - 前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとが、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、同じ側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 前記被走査面が、前記偏向反射鏡で偏向反射された偏向反射光ビームに対して、前記入射折り返しミラーと、前記2番目の折り返しミラーとの反対側に配置されていることを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
- 前記偏向反射鏡は前記回転多面鏡の回転軸に平行であり、前記偏向反射鏡に対向して2枚の固定平面鏡が配置されており、前記光源から射出され前記入射折り返しミラーで折り返された光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して前記偏向反射鏡に入射され、前記偏向反射鏡で反射された光ビームが、前記2枚の固定平面鏡で順次反射されて前記偏向反射鏡に再度入射し、前記偏向反射鏡で2回目に反射された前記偏向反射光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して前記走査光学系に入射するように構威されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の光走査装置。
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