JPH03191317A - 走査光学装置 - Google Patents

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、光源から出射された光束を回転多面鏡の鏡面
で反射させることによって偏向走査する走査光学装置に
関する。

［従来の技術］ 従来より、走査光字装置の１つとして、断面が正多角形
である角柱部材の各側壁を鏡面に仕上げた回転多面鏡に
よって、光源から出射されたレーザービームを偏向走査
するものが知られている。

この種の走査光学装置では、一般に１回転子面鏡の回転
軸を回転モータの回転軸に合わせて取り付けるが、両者
の回転軸を完全に一致させることは困難なことから、回
転多面鏡の回転軸が僅かな傾きを持っていることが多い
、その為、回転多面鏡の鏡面が、光源から入射するレー
ザービームに対して僅かに傾いている（いわゆる面倒れ
がある）、こうした鏡面の傾きがあると、レーザービー
ムの回転多面鏡からの出射角度は、回転多面鏡の回転に
連れて、鏡面の傾斜角を倍する角度で仰角方向及び俯角
方向に振れ、レーザービームの結像する面（感光ドラム
など）上での走査線の位置が変動するといった問題が起
こる。

この問題を解決する為に、第５図に示す様に、半導体レ
ーザーを含むレーザーユニット６２から出射されたレー
ザービームＬＢのビーム径を副走査方向（走査ビームが
経時的に形成する主走査断面に垂直な方向）にのみ集束
するシリンドリカルレンズ６４と、トーリックレンズ６
６ａ及び球面レンズ６６ｂを含みレーザービームＬＢの
等連日運動での走査を直線運動での走査に変換するｆθ
レンズユニット６６とで、倒れ補正光学系を構成して、
レーザービームＬＢの上記振れを補正する走査光学装置
６０が開発されている。

この走査光学装置においては、レーザーユニット６２か
ら回転多面鏡７０に至る入射光路中にシリンドリカルレ
ンズ６４が配設され、そして回転多面鏡７０の回転で偏
向走査されるレーザービームＬＢの走査面（すなわち、
上記主走査断面）Ｐ上にｆθレンズユニット６６が配設
されていて、結局、回転多面鏡の回転平面、すなわち走
査面Ｐと同じ平面に、これらのレンズが配設されている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の走査光学装置６０では、上記の様に、同
一平面上に各構成部分を配設しているので、走査光学装
置の占有面積が太き（なり装置の小型化の障害になる。

特に、構成部品の多い装置の場合、例えば複数のレーザ
ービームを偏向走査する走査光学装置など（読み込み用
レーザースキャナと書き出し用レーザースキャナを併設
した装置、カラーレーザープリンタなど）では、小型化
や部品の効率的配置の阻害要因となっていた。

従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み・、装置の占
める面積が少ないコンパクトな走査光学装置を提供する
ことにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成する本発明で゛は、光源から出射された
光束を回転多面鏡の鏡面で反射させることによって偏向
走査する走査光学装置において、前記回転多面鏡はその
回転軸方向の回りに空間を形成する如（形成され、該回
転多面鏡の外周面には複数の反射鏡面が設けられると共
に該空間には該空間を取り囲む様に内方に向いた複数の
反射鏡面が設けられている。

具体的には、回転多面鏡の外部に光源を配設すると共に
上記空間内に光源を配設してもよいし、空間内に反射鏡
を配してこれを介して空間外の光源からの光束を上記反
射鏡面に導くなどの形態がある。

【作用］ 以上の様に構成された本発明では、先ず、光源からの光
束は、回転多面鏡の外周面に設けられた反射鏡面で反射
されることによって偏向走査されるので、光束の走査面
は回転多面鏡の回転面に対して所定の関係で展開される
。

他方、光源からの別系統の光束は、回転多面鏡の空間に
設けられた反射鏡面で反射されるので、光束は回転多面
鏡の回転面に対して角度を成す空間平面（走査面）へ出
射される、従って、光源から回転多面鏡への入射光路と
上記走査面とは同一平面上に展開されないで済む。

この様に、独立した複数系統の光束が、同時に偏向走査
される。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。第１図は第１実施例の
斜視図で走査光学装置の概略構成を示し、第２図は同断
面図である（但し、光学系以外の部分は省略しである）
。

図において走査光学装置ｌは、モータ（不図示）により
回転駆動されるフランジ５に回転軸を同じにして取り付
けられた回転多面請（以下、ポリゴンという）３と、第
１走査系２０ａと、第２走査系２０ｂとを主要部として
構成されている。

ポリゴン３は、入射するレーザビームを反射して等連日
運動で偏向走査するもので、その外形は多角形の角柱（
例えば、正六角柱）をなし、その各周壁面が鏡面７（以
下、この鏡面を外周鏡面７と呼ぶ）に仕上げられている
。また、ポリゴン３の回転軸に直交する上面には、凹部
９が設けられ、その底面９ａは正多角形（例えば、正六
角形）であり、その開口面も同じ正多角形で底面９ａよ
り太き（上記上面いっばいに開口している。底面９ａの
正多角形の各辺のそれぞれからは、当該辺を上辺とする
等脚台形をなし一定角度（４５度）で傾斜した内壁面が
形成されており、その内壁面もまた鏡面１１（以下、こ
の鏡面ケ内周鏡面１１と呼ぶ）に仕上げられている。

このポリゴン３ば、樹脂でモールド成型され、各壁面に
蒸着などの方法で金属薄膜を形成し、更にその上に保護
膜を形成してコーティングすることによって鏡面７．１
１に仕上げられている。これらの鏡面７．１１にて後述
のレーザビームＬａ、Ｌｂが反射され等連日運動で偏向
走査される。

第１走査系２０ａは、レーザユニット２２ａ、シリンド
リカルレンズ２４ａ及びｆθレンズユニット２６ａから
構成されている。レーザユニット２２ａは、レーザビー
ムＬａを発光する光源としての半導体レーザやレーザビ
ームＬａを平行光に整える周知のコリメータレンズ（不
図示）を備え、支持部材（不図示）により、ポリゴン３
の凹部９内の空間に固定されている。ｆθレンズユニッ
ト２６ａは、アナモフィックなトーリックレンズ２８ａ
と球面レンズ３０ａとからなる。

レーザユニット２２ａとシリンドリカルレンズ２４ａと
は、直交する２面をもつ支持部材（不図示）の−面に、
−直線的に据えられ、他方、ｆθレンズユニット２６ａ
は支持部材の他面に据え付けられている。この支持部材
は、レーザユニット２２ａとシリンドリカルレンズ２４
ａとがポリゴン３の凹部９内に位置するように設置され
る。

第１図及び第２図に示すように、上記のように構成され
た第１走査系２０ａにおいては、レーザユニット２２ａ
から出射されたレーザビームＬａがシリンドリカルレン
ズ２４ａを経てポリゴン３の凹部９の底面９ａに平行に
進行し、内周鏡面１１で直角に反射されてｆθレンズユ
ニット２６ａを通って感光ドラム（不図示）面上に結像
する。

ポリゴン３が、凹部底面９ａを回転軸として、第１図の
矢印入方向に回転すると、レーザビームＬａは等連日運
動で偏向走査されるが、ｆθレンズユニット２６ａによ
って直線運動での走査に変換される。これと共にレーザ
ビームＬａの径が絞られて感光ドラム上に微小なスポッ
トとして結像されて走査され。

直線状の走査線ＳＬａを描（、こうして、レーザビーム
Ｌａの偏向面（走査面）Ｐａはポリゴン３の回転面に角
度を成した前方空間内に展開される。

他方、第２走査系２０ｂは、第１走査系２０ａと同じく
、レーザユニット２２ｂ、シリンドリカルンズ２４ｂ、
トーリックレンズ２８ｂ及び球面レンズ３０ｂからなる
ｆθレンズユニット２６ｂから構成され、レーザユニッ
ト２２ｂからポリゴン３に至る入射光路中にシリンドリ
カルレンズ２４ｂが配置され、レーザビームＬｂの走査
面ｐｂ上にｆθレンズユニット２６ｂが配置されていて
、結局ポリゴン３の回転平面、即ち走査面ｐｂと同じ平
面に、これらのレーザユニット２２ｂ及びレンズ類２４
ｂ、２６ｂが配置されている。

従って、第２走査系２０ｂにおいては、レーザビームＬ
ｂの偏向面ｐｂはポリゴン３の回転平面に展開され、も
う１つの感光ドラム（不図示）上に直線状の走査＃！Ｓ
Ｌｂを描く。

この様に、第１実施例では、ポリゴン３の外周に設けら
れた外周鏡面７で第２走査系２０ｂのレーザビームＬｂ
を偏向走査すると共に、ポリゴン３の凹部９に設けられ
た内周鏡面１１で第１走査系２０ａのレーザビームＬａ
を偏向走査する様に構成し、￥に第１走査系２０ａでは
レーザビームＬａの偏向面Ｐａがポリゴン３の回転面に
角度を成した前方空間内に展開される様に構成されてい
るので。

２系統の走査系２０ａ、２０ｂをコンパクトに配設する
ことが可能となった。更に、１つのポリゴン３で２系統
のレーザビームＬａ、Ｌｂを夫々独立に偏向走査するこ
とができるので、装置規模を拡大することなく、マルチ
ビーム構成の装置を作製できる。

又、ポリゴン３を樹脂でモールド成型したので、その作
製が容易となっている。従来。

正多角柱の側壁を鏡面としているポリゴンは、アルミニ
ウム合金をその形状に切削或は研削して形成されていた
ので、製作に手間とコストが大変かかったが、本実施例
ではこれらが克服されている。

次に、第３図に示す第２実施例を説明する、同図に示す
如く、走査光学装置４０では、その第１走査系４２ａ及
び第２走査系４２ｂの構成は第１実施例と同じであるが
、ポリゴン３の外周鏡面４４を、ポリゴン３の回転軸に
対して傾きを持つ様に形成することで、その外周鏡面４
４で偏向走査された第２走査系４２ｂのレーザビームＬ
ｂと内周鏡面１１で偏向走査された第１走査系２０ａの
レーザビームＬａとが平行になる様に構成されているこ
の第２実施例では、２系統のレーザビームＬａ、Ｌｂが
平行となるので、各走査系４２．４２ｂのｆθレンズユ
ニット２６ａ、２６ｂを、ポリゴン３の上部空間にて平
行に配列することができる。よって、第１実施例の効果
に加えて装置４０の占有空間を一層縮小できる。

更に、両トーリックレンズ２８ａ及び２８ｂを、そして
両法面レンズ３０ａ及び３０ｂを、夫々プラスチックモ
ールド成形で一体的に形成することも可能となり、それ
らレンズ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂの位置調整の
手間を半減できる。

次に、第４図に示す第３実施例を説明する、同図に示す
如（、第３実施例の走査光学装置５０では、第２実施例
の構成に加えて、第１光字系５２ｎにおいて、ポリゴン
３の凹部９内の空間に反射鏡５４を増設し、かつレーザ
ユニット２２ａ及びシリンドリカルレンズ２４ｂをポリ
ゴン３の上方空間に配設して。

レーザビームＬａを反射鏡５４と内周鏡面１１とで折返
す様に構成している。そして、第１及び第２の走査系５
２ａ及び５２ｂと同じ構成の第３及び第４の走査系５２
ｃ及び５２ｄを、ポリゴン３の回転軸を中心として対称
な位置に配設している。つまり、第３実施例の走査光学
装置５０では、４系統の走査系５２ａ〜５２　ｃｉを設
け、１つのポリゴン３で独立した４系統のレーザビーム
Ｌａ〜Ｌ　ｄを同時に偏向走査する。

このように、第３実施例では、ポリゴン３周囲の限られ
た空間に、多数の走査系を極めて有効に配設できるので
、第２実施例の効果に加えてマルチビーム構成の装置（
例えば、４色のカラーレーザープリンタ）を小型に作製
出来るという優れた効果がある。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、光源からの光束は
、回転多面鏡の外周面に設けられた反射鏡面で反射され
光束の走査面は回転多面鏡の回転面に対して成る関係で
展開される。他方、光源からの別系統の光束は、回転多
面鏡の空間に設けられた反射鏡面で反射され、光束は回
転多面鏡の回転面に対して角度を成す空間に走査面を展
開する。従って、光源から回転多面鏡への入射光路と上
記走査面とは同一平面上に展開されないで済む。

よって、独立した複数系統の光束を、同時４゜ に偏向走査することができると共に、全ての光学系を同
一平面上に配設する必要がなく、光学系を立体的に有効
に配置して走査光学装置の占有面積を縮小することがで
き、装置が小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の斜視図、第２図は同断面図、第３
図は第２実施例の断面図、第４図は第３実施例の断面図
、第５図は従来例を示す斜視図である。 １．４０．５０・・・・・走査光学装置、２２ａ−２２
ｂ　−−−−−レーザユニット、３−−−−−ポリゴン
、７．４４−−−−一外周鏡面、１１°°°°°円周Ｍ
ｉｌｌｉｌｉ、Ｚ６ａ、２６ｂ−−−−−ｆθレンズ、
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ・・・・・レーザビーム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源から出射された光束を回転多面鏡の鏡面で反射
   させることによって偏向走査する走査光学装置において
   、前記回転多面鏡はその回転軸方向の回りに空間を形成
   する如く形成され、該回転多面鏡の外周面には複数の反
   射鏡面が設けられると共に該空間には該空間を取り囲む
   様に内方に向いた複数の反射鏡面が設けられた走査光学
   装置。 ２、上記空間内に前記光源を配設している請求項１記載
   の走査光学装置。 ３、上記空間内に反射鏡が配設され、光源からの光束は
   該反射鏡で反射されて回転多面鏡の反射鏡面に導かれる
   請求項１記載の走査光学装置。 ４、前記回転多面鏡はプラスチックモールド成形により
   作製されている請求項１記載の走査光学装置。