JPH03197916A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、画像形成装置に係り、特に、コンピュータ
等に接続されるレーザプリンタ等の画像情報出力装置に
用いられる光学装置に関する。

（従来の技術） 一般に、レーザプリンタなどの装置に組込まれる光学装
置は、記録信号に応じて変調された光ビームを発生する
光源、光ビームを感光体などの情報記録媒体に反射させ
る光偏向装置、光ビームを走査対象物即ち感光体に対し
て結像させる第一（結像レンズ群）及び第二（ｆθレン
ズ等）結像光学系を備えている。

光源から発生された光ビームは、コリメートレンズを介
して光反射体即ち光偏向装置へ導かれ、この光偏向装置
によって等角速度で反射される。

光偏向装置からの光ビームは、第−及び第二結像光学系
によって感光体等の走査対象物に対して結像される。こ
の光ビームは、ｆθレンズ等で構成され、回転多面鏡と
走査対象物の間に配置される第−及び第二結像光学系を
介して走査対象物の面上に結像される。

上述したような光学装置では、結像用レンズ群を介して
走査対象物へ向けられる光ビームの一部は、前記レンズ
群の表面或いは内部もしくは感光体表面で反射或いは散
乱されて再び光偏向装置の反射面に戻される。この反射
面に戻された光ビームは、ゴースト光となって、通常の
光ビームとともに感光体の面上に再走査される。このゴ
ースト光は、光偏向装置の反射面の数に対応した固有の
角度で常に同じ位置に発生することから静止ゴーストと
呼ばれる。ゴースト光の強度は、通常の光ビームと比較
して極僅かであるが、通常の光ビームが感光体の面上を
走査されるに対して、感光体の一定位置にとどまること
から、画像情報に悪影響を与える。

（発明が解決しようとする課題） 上述したゴースト光は、情報記録媒体即ち感光体のある
位置に静止することから、極弱いゴースト光であっても
、感光体に対して不要な情報を与える問題がある。即ち
、プリンタ装置から出力される画像情報にノイズが含ま
れ、画質が劣化する問題がある。

この発明は、静止ゴースト光による不要な画像情報を除
去可能な光学装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上述問題点に基づきなされたもので、回転
軸に対して所定の角度で形成された回転反射面を有する
光ビームを情報記録媒体に導く光反射手段と、前記光反
射手段で反射された光ビームを前記情報記録媒体に結像
させる結像手段を備えることを特徴とする光学装置を提
供するものである。

（作　用） この発明によれば、光源から光偏向装置へ向かう光ビー
ムは、光偏向装置の回転軸に対して垂直以外の角度で形
成された反射面に入射されることから、第−及び第二の
ｆθレンズの表面或いは内部もしくは感光体表面で反射
或いは散乱された光ビームが光偏向装置で反射されてゴ
ースト光として再走査されても、このゴースト光と本来
の光ビームは第−及び第二のｆθレンズの間で分離さ゛
れる。従って、ゴースト光が感光体の面上へ入射するこ
とがなくなり、感光体へ不要な情報を与える静止ゴース
ト光が除去される。また、光偏向装置の反射面に対して
入射する光ビームの光軸と反射面の法線のなす角が垂直
に近い値に設定された場合であっても、ゴースト光と本
来の光ビームは第−及び第二のｆθレンズの間で分離さ
れ、遮蔽板によって遮蔽され、静止ゴースト光が除去さ
れる。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の一実施例を説明する。

第１Ａ図及び第１Ｂ図には、レーザプリンタ装置等の画
像形成装置に組込まれるこの発明の光学装置が示されて
いる。第１Ａ図は、副走査方向における偏向角０″の状
態を示す断面図、第１Ｂ図は、ベースを取除いた状態の
底面図である。

第１Ａ図及び第１Ｂ図に示したように光学装置即ち光学
ユニット１０は、ベース１２及びハウジング１４を備え
ている。このベース１２は、プリンタ装置本体２に設け
られた位置決め部材４に嵌込まれる位置決め穴６を有し
、プリンタ装置の所定の位置に載置され、ねじ８等の固
定部材によってプリンタ装置２に固定される。

ハウジング１４は、ベース１２に覆いかぶさるように形
成され、その上面突起部分２０に光源である半導体レー
ザ素子２２及びレーザからの光ビームを平行光に変換す
る第１結像ユニツトを備えている。

また、このハウジング１４は、レーザからの光ビームを
所定の速度で走査するモータと多面鏡で形成された光偏
向装置５０、光偏向装置で反射された光ビームを情報記
録媒体即ち感光体９０の記録面に集束させる主走査方向
及び副走査方向ともに正のパワーを有する第１のｆθレ
ンズ７０、及び、主走査方向へは第１のｆθレンズのパ
ワーと合成され反射面の回転角θに対して像高を比例さ
せたｈ−ｆθを満たす形状で、副走査方向へは第１のｆ
θレンズのパワーと合成され感光体の面上に光ビームを
集束させるパワーが与えられた第２のｆθレンズ７２を
備えた第２結像ユニツトを備えている。

さらに、ハウジング１４は、光学ユニット１０の大きさ
を小型化するために光ビームを折返す折返しミラー７４
．７Ｂ、光学ユニットＩＯを気密する防塵ガラス１８、
光ビームの走査開始位置を検出する光検出器１６及びこ
の光検出器に向かって光ビームの一部を反射する反射ミ
ラー１７を備えている。

第１Ａ図から明らかなように光偏向装置５０は、モータ
５２、モータの回転軸５４及び複数の反射面５８が形成
された多面鏡５６を有し、ハウジング１４に対して多面
鏡が下向きになる（即ちモータ５２がハウジングの内面
に固定される）よう配置されている。

また、光偏向装置５０の反射面５８は、第３図に示すよ
うに、回転軸５４に対して所定の角度即ち０″（平行）
以外の角度で形成されている。即ち、反射面５８は回転
軸５４に垂直に形成される多面鏡５６に対して所定の角
度（垂直以外、Ｒ４−９０”）で形成されている。

この実施例では、光偏向装置５０は情報記録媒体即ち感
光体９０までの距離が２５８１の位置に配置されている
。また、この実施例のプリンタ装置は、最大使用可能用
紙サイズがＡ４であることから、２９７ｍｍの幅の情報
記録面を走査する必要があることから、有効焦点距離ｆ
を２０９ｍｍとすると、θ−（１／２）Ｘ　（２０９）
Ｘ　（１８０／π）−±４１″ の画角が必要となる。従って、回転多面鏡５６は、６面
体（６角柱）に形成される。

第２図には、第１Ａ図及び第１Ｂ図に示した光学ユニッ
トに配置されるレーザ２２及びコリメートレンズ系の詳
細が示されている。ハウジングの突起部２０の端部には
、画像情報に応じて強度変調された光ビームを発生する
レーザ２２、及び、このレーザからの光ビームを平行光
に変換するコリメートレンズ２４が配置されている。ま
た、この突起部２０は、第３図に示す光偏向装置と感光
体の間に位置される光走査平面即ち第−及び第二のｆθ
レンズの光軸を含む副走査面に対して、レーザ２２から
発生される光ビームの光軸をほぼ垂直に折返すように配
置されている。突起部２０のレーザ２２と対向する側に
は、プリズムユニット３０が配置されている。このプリ
ズムユニット３０は、２個の三角プリズム３２．３３を
有している。また、三角プリズム３２３３は、その頂角
が同一方向を向くように、その両端がそれぞれ板ばね３
４によって保持部材３Ｂに固定されている。この保持部
材３６は、ハウジング１２に設けられた穴３８に対して
回転自在に配置されるとともに、ねじ４０で所望の位置
即ち所定の方向に向けられて固定される。

次に、光学ユニット内部の光ビームの動作を説明する。

画像情報に応じて強度変調された光ビームを発生するレ
ーザ２２から発生された光ビームは、コリメートレンズ
２４へ導かれ、平行光に変換される。

コリメートレンズ２４で平行光に変換された光ビームは
、プリズムユニット３０の第１のプリズム３２及び第２
のプリズム３３によって所定の方向に曲げられる。この
とき、プリズムユニット３０がハウジングの穴３８内を
回転可能であることから、上記プリズム３２．３３によ
って曲げられる光ビームの方向は、微調整可能である。

プリズムユニット３０によって所定の方向に曲げられた
光ビームは、光偏向装置５０の反射面である多面鏡５６
へ導かれ、第１のｆθレンズ７０に向かって反射される
。即ち、所定の速度で走査される。多面鏡５Ｂで反射さ
れた光ビームは、第１のｆθレンズ７０によって次第に
集束されるとともに、第１及び第２の折返しミラー７４
．７６で順次反射され、第２のｆθレンズ７２へ導かれ
る。

この光ビームは、第２のｆθレンズ７２によって、感光
体９０の面上に均一に結像される。また、光ビームの一
部は、第２の折返しミラー７６から光検出器１６に向か
って光ビームを反射する反射ミラー１７へ反射され、光
検出器１６で検出されて光ビームの走査開始位置の検出
及び副走査方向における水平同期の検出に用いられる。

感光体９０の所定の位置に走査された光ビームは、−船
釣電子写真プロセスにしたがって感光体表面に静電潜像
を形成し、図示しない静電潜像顕像化装置によって顕像
化され、図示しない転写装置を介して用紙に転写される
。この用紙に転写された画像は、図示しない定着装置に
よって定着され、記録情報がプリントされる。

第３図には、この種の光学装置におけるゴースト光の発
生原理が示されている。多面鏡５６へ入射する光ビーム
と多面鏡５６から反射される光ビームには、多面鏡５６
の隣接する反射面、例えば、角φで規定される反射面ｍ
、、ｍ２　（この実施例では、多面鏡５６は６面体であ
るからφ−π／３）におけるｍｌに対してレーザ２２か
らの光ビームａが入射されると、入射角αと等しい反射
角αで反射された光ビームｂが出射される。このとき、
第−及び第二のｆθレンズ７０．７２及び感光体９０の
表面或いは内部から反射光即ち再帰光ビームＣは、反射
面ｍ２に対して、光ビームｂと平行に戻される。再帰光
ビームＣは、入射角βで反射面ｍ２に入射され、入射角
βと等しい反射角βで反射された光ビムｄが出射される
（この実施例では、入射角β−π／３−αとなる）。従
って、φ−２α−π／３で規定された反射面ｍｌ、ｍ２
におけるレーザ２２からの光ビームａと再帰反射光ビー
ムが再び反射されたゴースト光ビームｄのなす角ψは、
ψ−α＋π／３＋（π／３−α）−２・π／３となる。

即ち、ゴースト光は、上述したように多面鏡５６の反射
面に対する光ビームの入射角αに関係なく、一定の位置
即ち感光体表面の副走査方法に僅かにズした位置或いは
本来の光ビームと同じ位置に発生する。このゴースト光
そのものを除去するためには、光学装置が複雑になると
ともに、装置全体が大型化し、その結果、コストが大幅
に増大する。

第４図には、第１Ａ図に示した光学ユニットの副走査方
向における偏向角０°の状態を示す展開図が示されてい
る。

光源からの光ビームは、第２図に示したプリズムユニッ
ト３０によってその方向が変更されて光偏向装置５０の
反射面５８へ導かれる。反射面５８で反射された光ビー
ムは、第−及び第二のｆθレンズ７０７２へ導かれる。

ｆθレンズ７０．７２へ導かれた光ビームは、このレン
ズ７０．７２によって集束され、感光体９０の諸室位置
に結像される。ところで、光ビームの一部は、前記レン
ズ７０．７２の表面或いは内部もしくは感光体９０表面
で反射或いは散乱されて再びの反射面５８に戻される。

この反射面５８に戻された光ビームは、ゴースト光とな
って、通常の光ビームとともに感光体９０に向かって再
走査される。

この実施例のよれば、上記第−及び第二のｆθレンズ７
０７２は、上記光偏向装置の回転軸５４に対して所定の
角度即ちＯ’　　（平行）以外の角度で、即ち、反射面
５８は回転軸５４に垂直に形成される多面鏡５６に対し
て所定の角度（垂直以外、Ｒキ９０°）で形成されてい
ることから、光ビームの一部が反射面５８に戻されてゴ
ースト光が生成された場合には、ゴースト光は入射光側
へ反射される。

即ち、ゴースト光は反射面５８によって再び反射される
際に、本来の光ビーム即ち情報光ビームが伝達される第
−及び第二のｆθレンズの光軸を含む副走査面と異なる
面へ反射される。従って、ゴースト光は再び感光体９０
へ走査されることがなくなる。この場合、第−及び第二
のｆθレンズの光軸を含む副走査面内の光偏向装置５０
に比較的近い側に配置される第一のｆθレンズ７０に対
して完全にゴースト光を除去するためには、前記反射面
５８と多面鏡５６のなす角度を９０°より大幅に変化さ
せることが必要になる。このことは、本来の光ビーム即
ち情報光ビームとゴースト光の分離に関しては有益であ
るが、分離角が大きくなり過ぎることから装置が大型化
するという指摘がある。感光体９０への不所望な情報の
伝達を除去するには、光ビームが第二のｆθレンズ７２
へ入射するまでにボスト光と情報光ビームが分離される
ことで十分に除去可能であることから、上記反射面５８
と多面鏡５６のなす角は９０°に近い範囲が用いられる
。

第５図には、この発明の他の実施例が示されている。こ
の実施例によれば、第２のｆθレンズ７２の多面鏡側に
遮光板８０が配置されている。ゴースト光は、遮光板８
０によって阻止されることがら、上記第一の実施例と同
様に感光体９０ヘゴースト光が走査されることがなくな
る。また、この実施例によれば、レーザ２２からの光ビ
ームとゴースト光の分離角度が低減されることから、光
学装置の大きさはさらに小型化される。

（効　果） 以上説明したようにこの発明によれば、結像光学系或い
は感光体から反射された光ビームによってゴースト光が
生成される場合であっても、このゴースト光は感光体表
面に再走査されることがなくなる。即ち、感光体表面の
静止ゴーストが除去される。従って、プリンタ装置から
出力される画像のノイズが低減される。また、情報光ビ
ームとゴースト光の分離に際して、この分離機構がコン
パクトに形成されることから静止ゴーストが除去可能で
しかも小形化された光学装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、この発明の一実施例であるレーザプリンタ
装置等の画像形成装置に組込まれる光学装置の副走査方
向における偏向角０″の状態を示す断面図、第１Ｂ図は
、第１Ａ図に示した光学ユニットのベースを取除いた状
態の底面図、第２図は、第１Ａ図及び第１Ｂ図に示した
光学ユニットに配置されるレーザ及び第１結像ユニツト
の詳細を示す概略図、第３図は、ゴースト光の生成原理
を示す概略図、第４図は、第１Ａ図に示した光学ユニッ
トの副走査方向における偏向角Ｏ０の状態を示す展開図
、第５図は、この発明の他の実施例を示す概略図である
。 １０・・・光学ユニット、２２・・・半導体レーザ、２
４・・・コリメートレンズ、３０・・・プリズムユニッ
ト、３２３３・・・三角プリズム、５０・・・光偏向器
、５２・・・モータ、５４・・・モータの回転軸、５６
・・・多面鏡、７０・・・第一のｆθレンズ、７２・・
・第二のｆθレンズ、７４・・・第１の折返しミラー、
７６・・・第２の折返しミラー、９０・・・感光体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に対して所定の角度で形成された回転反射面を有
   する光ビームを情報記録媒体に導く光反射手段と、前記
   光反射手段で反射された光ビームを前記情報記録媒体に
   結像させる結像手段を備えることを特徴とする光学装置
   。