JPH0258015A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPH0258015A
JPH0258015A JP63210165A JP21016588A JPH0258015A JP H0258015 A JPH0258015 A JP H0258015A JP 63210165 A JP63210165 A JP 63210165A JP 21016588 A JP21016588 A JP 21016588A JP H0258015 A JPH0258015 A JP H0258015A
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scanning
optical
lens
scanning direction
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JP63210165A
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Jun Koide
純 小出
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光走査装置に関し、特に複数のレーザー光束を
用いて各々の像担持体である被走査面を光走査するよう
にした1例えば電子写真プロセスを有するカラーレーザ
ービームプリンターやマルチカラーレーザービームプリ
ンター等の装置に好適な光走査装置に関するものである
(従来の技術) 従来よりカラーレーザービームプリンター(カラーLB
P)等の光走査装置においては複数のレーザー光束を用
いて像担持体面上を光走査して画像の書き込みを行って
いる。
一般にはこれらの装置は単一の多面鏡より成る光偏向器
の異なる偏向面に各々単一のレーザー光束を入射させ、
偏向面で反射したレーザー光束に対して各々f−θレン
ズを設けている。モしてf−θレンズからの光束を偏向
面の傾れ補正を行ったアナモフィック面を利用して像担
持体面を光走査するように構成されている。この場合1
つのレーザー光束に対して1組の走査用光学系を設けて
いる為、装置全体が大型化、複雑化する傾向かあった。
これに対して例えば特開昭61−92917号公報や特
開昭58−79215号公報では偏光特性の異なる2つ
の光を利用したり、文具なる2つの波長の光を利用して
2つのレーザー光束を1本に混合し、その後レーザー光
束数の半分のレンズ系によりレーザー光束を集光させ被
走査面近傍に導光した後、偏光ビームスプリッタ−1又
はダイクロイックミラー等によりレーザー光束を2つに
分離し、次いで各々の像担持体面上を光走査するように
構成している。
しかしながらこの方法は2木のレーザー光束を混合し、
その後分離している為に、装置全体が複雑になり、又被
走査面上の光走査角が大きくなると光を混合したり分離
したりする際の偏光ビームスプリッタ−やダイクロイッ
クミラーの入射角特性により光もれを起こしてくる。こ
の為光走査角をあまり大きくとることができない等の問
題点があった。
この他、特開昭56−161566号公報や実開昭57
−160118号公報では第3図に示すように多面鏡よ
り成る単一の光偏向器520の単一の偏向面520aに
複数のレーザー光束を被走査面561.562の光走査
方向に対して直角方向に画角をつけ斜入射させている。
そして球面系より成るf−θレンズ530により集光さ
せ、該レーザー光束から離れた位置に配置したミラー系
541.542等の光学装置により複数の光束に分割し
た後、像担持体面上561,562に導光して光走査を
行っている。
この場合f−θレンズ530に斜入射したレーザー光束
はf−θレンズの光学性能により像担持体面上で走査線
の湾曲を起こす。この為従来は像担持体面の前方にシリ
ンドリカルレンズ551゜552を配置して像面湾曲を
補正していた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしなからこの方法は光束か走査角(走査方向の画角
)を持ってシリンドリカルレンズに入射する為、走査角
が大きくなる程、シリンドリカルレンズの見かけの屈折
力が強くなり、レーザー光束は被走査面前方で結像する
ようになり、即ち像面湾曲が大きくなり走査範囲の中心
部と周辺部とではレーザー光束のスポット径か異ってく
るという問題点かあった。
この他、例えばレーザー光束を3つ以上用いて構成する
と球面レンズより成るf−θレンズに斜入射する角度が
2種以上になる。このとき斜入射の角度が異なるとf−
θレンズの特性により走査線のf−θレンズ特性が異っ
てくる。
即ち、第3図に示すようにf−θレンズ530にスキュ
ー光線を入射させる為、f−θ特性は崩れ、斜入射角に
よりその特性は異ってくる。このときのf−θ特性は走
査方向と直角方向(副走査方向)に屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ面若しくはトーリック面を含むアナモ
フィックレンズを配置すれば補正できる。
又、走査方向に関しては第2集光レンズを配置し、走査
方向の倍率を変え、専用の曲面形状を配することにより
一方の走査線を斜入射角の異なる他方の走査線にある程
度重ね合わせ一致させることができる。
しかしながら斜入射角による走査線の走査方向のf−θ
特性はリニアに変化しない。例えば斜入射角φ。のとき
光偏向器側の走査角度θに対する走査光束の走査方向の
座標をX(φ=φ。)(θ)、f−θレンズの焦点距離
なf、スキュー光束の入射角をαとしたとき となる。
この為、異なる入射角でf−θレンズに入射した走査線
を一致させることはできない。このような欠点の為、特
に多色のレジストレーションの精度が要求されるカラー
LBP等で異なる色現像に対応する走査線を重ね合わせ
ようとするとき、色ずれとなってしまう。例えば第4図
、第5図に示すように斜入射角2.5度と7.5度の走
査線を同じ第2集光レンズ(アナモフィックレンズ)に
より重ね合わせようとすると焦点比fi313.55+
nmのf−θレンズで走査角30度(走査位置160+
nm )の所では第4図に示すように〜0.6TIII
nのズレを生じてしまう。そこで走査方向の倍率により
走査角30度付近での走査点が一致するように補正する
と、今度は例えば第5図の曲線aで示すように走査角1
6度付近で約60μm程ずれてしまう。
又出方向にバランスをとっても第5図の曲線すで示すよ
うに±30〜40μmのズレが生ずる為、例えば400
DPIの解像度を持つプリンターでは半画製分のずれと
なってしまう。
本発明は複数のレーザー光束を1つの走査用の偏向器に
導光し、複数の被走査面上を光走査する際、走査範囲全
般にわたりf−θ特性が良く、かつ像面湾曲の少ない良
好なる光学性能を有しつつ走査点の重ね合わせ時のずれ
が少ない状態で光走査することができる光走査装置の提
供を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 複数のレーザー光束を単一の光偏向器を介して偏向させ
第1集光系に導光し、第1集光レンズで集光した後、各
レーザー光束毎に被走査面近傍に配置したアナモフィッ
ク系より成る第2集光レンズに入射させ該第2集光レン
ズからのレーザー光束を各レーザー光束毎に被走査面上
に導光して光走査する際、該第1集光レンズな該被走査
面上の走査方向と垂直方向の屈折力がアフォーカルとな
るように構成したことである。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の要部概略図、第2図(A)
は第1図の走査方向の一部分を展開したときの概略図、
第2図(B)は第1図の走査方向と直角方向(副走査方
向)の一部分の断面概略図、第2図(C)は第1図の一
部分の要部断面図である。
本実施例では4つのレーザー光束を用い各々被走査面上
を各々異った光情報を有しつつ光走査する場合を示して
いる。図中1はモーター、2は光偏向器であり回転多面
鏡より成り、モーター1により回転軸1aを中心に回転
している。100〜103は各々レーザー発振器の発光
部である。各発光部100〜103からのレーザー光束
の主光線は光偏向器2に入射する際、ミラー141〜1
43を用い走査方向と直角方向(副走査方向)に平行で
入射されている。(第2図(A)では発光部100のを
示している。)110〜113は各々コリメーターレン
ズであり、各レーザー発振器毎に設けられており、発光
部100〜103からのレーザー光束を平行光束として
いる。(第2図(A)ではコリメーターレンズ110の
みを示している。)120〜123は各々シリンドリカ
ルレンズであり、一方向に屈折力を有している。
(第2図(A)ではシリンドリカルレンズ120のみを
示している。)141〜143は各々ミラーであり、シ
リンドリカルレンズ(120〜123)からの4つの光
束のうち3つの光束を反射させ、各々光偏向器2の偏向
面2aに導光している。3は第1集光レンズであり、2
つのレンズ3a、3bより成り走査方向に屈折力を有し
たf−θ特性を有している。又副走査方向にはアフォー
カルとなっている。131〜133は各々ミラーであり
、第1集光レンズ3からの4つのレーザー光束を各々反
射させている。40〜43は各々第2集光レンズであり
、アナモフィックレンズより成り、光偏向器2の偏向面
の傾きを補正し、かつ被走査面上50〜53における像
面湾曲を補正している。
又、被走査面上の副走査方向の光束を絞り込んでいる。
50〜53は各々被走査面であり、例えばドラム状感光
体より成っている、+30a、130b。
131a、 131b、132a、 132b、 13
3a、 +33bは各々ミラーである。第2図(B)で
は簡単の為これらのミラーは省略している。
本実施例では第2集光レンズ(40〜43)を介し被走
査面(50〜53)の副走査方向と光偏向器2の偏向面
とが互いに共役関係となるように構成されている。
これにより光偏向M2の偏向面が傾いても被走査面上で
のレーザー光束の入射位置が変動しないようにし、又走
査線が副走査方向に変位しないようにし、走査ぬけや多
重走査を防出している。
本実施例では4つの発光部(100〜103)からの4
つのレーザー光束を各々コリメータレンズ(110〜1
13)により略平行光束とし、シリンドリカルレンズ(
120〜123)により第2図(B)に示すように副走
査方向に集光させている。このとき4つのレーザー光束
をミラーで反射させ、各々光偏向器2の偏向面に導光し
ている。そして4つのレーザー光束をミラーを介して第
2集光レンズ(40〜43)に導光した後、各々被走査
面(40〜43)に入射させている。
そして光偏向器2を回転させることにより各々の被走査
面50〜53を光走査している。
尚、本実施例において4つのレーザー発振器を用いる代
わりに第7図に示すような単一素子、所謂モノリシック
な基板面70トに4つの発光部71〜74を直線的に副
走査方向に配置したマルチビーム発振器tSOを用い第
6図(A) 、 (B)に示すようにして光学系を構成
しても良い。第6図(八) 、 (B)においてはマル
チビーム発振器70からの4つのレーザー光束をコリメ
ーターレンズ151で平行光束とした後、シリンドリカ
ルレンズ152で光偏向器2の偏向面に導光させている
。その後は第1図、第2図(A) 、 (B) 、 (
C)で示す実施例と同じである。
第6図(A)は副走査方向、第6図(B)は走査方向の
要部断面図である。
尚、参考の為に第2図(A)に示す各光学要素の光学的
諸数値を同図に示す記号に基づいて表−1に示す。
(表−1) 外接円R:80  D:14.65  δ:44゜走査
方向  副走査方向  d 1    oo        100.086  1
2.02  ■      oo188.243   
 oo         oo     25.834
 −270.84       oo    、I8.
705   ω        co     40 
、855    oOco     15.187  
−127.25       ■    304.28
8   (1)       −17,587,999
−5620,45−11,2756,34ポリプン10
面体 (波長−780nm)d 1.5+633 2          1.728253      
    1.647694          1.4
9171r(走査方向)    313.55 f(副走査方向)    /15.65有効FNo (
走査方向)65 有効FNo (副走査方向)70 (発明の効果) 本発明によれば第1集光レンズを走査方向にはf−θ特
性を有し、副走査方向にはアフォーカルとなるように構
成することにより、複数のレーザー光束を副走査方向に
容易に高精度に光走査することができる光走査装置を達
成することができる。又、このときの各レーザー光束に
対して屈折力の条件(環境条件)を同等にすることがで
きる為、走査線の光学的な特性を同等にすることができ
る。この為、各々の走査線を重ね合わせたときにズレが
生じなく、特にカラーレーザービームプリンター等では
色ズレが生じない高画質が容易に得られるという効果が
ある。又、第1集光レンズの光軸面にレーザー光束を通
すことができる為、高精度のf−θ特性と高い光学性能
が容易に得られる。
又、第2集光レンズを少なくとも1つのトーリック面を
有するようにし、第8図に示すように像面湾曲を良好に
補正し、又第9図に示すようにデイスト−ジョンを良好
に補正することにより走査線の中心と端部とでのスポッ
ト径の差を少なくしている。そして光学系全体の小型化
を容易とし、特に単一素子のマルチビーム発振器を用い
ればより光学系全体を小型化することが出来る等の特長
を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部概略図、第2図(A)
 、 (B) 、 (C)は第1図の一部分の走査方向
と副走査方向の概略図、第3図は従来の光走査装置の要
部概略図、第4図は球面f−θレンズのf−θ特性の説
明図、第5図は球面f−θレンズのf−θ特性の補正時
の説明図、第6図は本発明の他の実施例の要部概略図、
第7図は第6図の一部分の説明図、第8.第9図は本発
明の光走査装置における走査面上の像面湾曲とデイスト
−ジョンの説明図である。 図中、1はモーター 2は光偏向器、100〜103は
各々レーザー発振器の発光部、110〜113.151
は各々コリメーターレンズ、120〜123,152は
シリンドリカルレンズ、131〜133,141〜14
3は各々ミラー、3は第1集光レンズ、40〜43は第
2集光レンズ、50〜53は被走査面、150はマルチ
ビーム発振器である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のレーザー光束を単一の光偏向器を介して偏
    向させ第1集光系に導光し、第1集光レンズで集光した
    後、各レーザー光束毎に被走査面近傍に配置したアナモ
    フィック系より成る第2集光レンズに入射させ該第2集
    光レンズからのレーザー光束を各レーザー光束毎に被走
    査面上に導光して光走査する際、該第1集光レンズを該
    被走査面上の走査方向と垂直方向の屈折力がアフォーカ
    ルとなるように構成したことを特徴とする光走査装置。
  2. (2)前記複数のレーザー光束はその放射位置が被走査
    面上の走査方向と垂直方向に直線状に位置しており、該
    第1集光レンズに各レーザー光束の主光線が平行でかつ
    該第1集光レンズの光軸面に沿って入射していることを
    特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  3. (3)前記第2集光レンズは少なくとも1つのトーリッ
    ク面を有しており、被走査面上の走査方向と垂直方向に
    おいて前記光偏向器の偏向面と該被走査面とが略共役関
    係となるように構成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。
  4. (4)前記第1集光レンズは被走査面上の走査方向にf
    −θ特性を有しており、該第1集光レンズの後方には該
    複数のレーザー光束を分離して各々の被走査面上に導光
    する為の光学手段が設けられていることを特徴とする請
    求項1記載の光走査装置。
JP63210165A 1988-08-24 1988-08-24 光走査装置 Pending JPH0258015A (ja)

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