JPH03231717A - 光走査装置 - 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、例えば、レーザービームプリンタ、レーザー
ビーム複写装置等の像担持体を露光走査して画像を形成
する装置に用いられる光走査装置に関する。

［従来の技術］ 従来、鏡面で構成される光偏向器を用いた光走査装置で
は、光軸と光走査方向に直交する方向（以下、副走査方
向という）において、レーザーの発光点（平行放射型レ
ーザーの場合は無限遠方）と光偏向器の反射鏡面近傍と
像担持体面とを光字的な兵役点とすることによって、光
偏向器の反射鏡面がその回転軸に対して動的に傾いても
像担持体面上の同一線上を光走査するように構成するこ
とが公知である。この構成は所謂倒れ補正光学系と呼ば
れ、シリンドリカルレンズやトーリックレンズなどのア
ナモフィックレンズを含んでいる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記の様に３つの位置を光学的な共役点と
する構成にする為に用いられるシリンドリカルレンズや
アナモフィックレンズ等は高価で製作が難しい光学部材
であり、その為、装置のコストが高価なものになってし
まっていた。

従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、従来例の如
く光学的兵役系にして光走査位置の補正を行なう必要を
無（しそしてシリンドリカルレンズやアナモフィックレ
ンズ等の高価な部材を用いる必要をなくした光走査装置
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為の本発明では、レーザダイオード
などの光源より射出された光束を反射面により構成され
る回転多面鏡などの光偏向器によって偏向し被走査面上
に集光して光走査する光走査装置において、光偏向器の
反射面に光束を導光し、反射偏向後、副走査方向におい
て当該手段への入射光路と同方向に光束を戻す手段（折
返し直角ミラーなど）を用いて、再度、光偏向器に光束
を導光し、２回の光偏向を行なった後に被走査面に光束
を導いて光走査している。

また、光源より射出された光束を反射面により構成され
る光偏向器によって偏向し被走査面上に集光して光走査
する光走査装置において、光偏向器の反射面に集光レン
ズなどを用いて光束を平行光束で導光し、反射偏向後、
フーリエ変換レンズと、光走査方向においては該フーリ
エ変換レンズの光軸を挟んで反対側に光束を折返す手段
であって光走査方向と該光軸に直交する方向（副走査方
向）においては該手段への入射光路と同方向に光束を反
射させる反射手段とによって、再度、光偏向器に光束を
導光し、２回の光偏向を行なった後に被走査面に光束を
導いて光走査している。

より具体的には、光走査装置は光走査方向において対称
な構造を有し、光源は上記光軸を挟んで対称位置に２つ
配され、前記光偏向器の１面の反射面がそこに光束が入
射して偏向作用をする作用位置を通過する間に、上記対
称位置に配された光源は所定時期に発振されて被走査面
で２回の光走査が行なわれたり、光源は、光走査方向に
おいては同位置でこの光走査方向と上記光軸に直交する
方向（副走査方向）においては異なる位置に複数配設さ
れ、複数の光束が同時に光走査されたり、光偏向器の反
射面に入射される光束は、副走査方向において斜入射（
反射面に立てた垂線に角度を成して入射）されたり、光
源とフーリエ変換レンズの間の光路中に偏光ビームスプ
リッタ−が配設され１、及びフーリエ変換レンズと上記
手段の間の光路または前記光源と前記フーリエ変換レン
ズの間の光路中に、λ／４板が配設され、光束はこのフ
ーリエ変換レンズの副走査方向における上記光軸を含む
断面の近辺部分を通過する様にしたり、フーリエ変換レ
ンズは、上記光偏向器の反射面の近傍と上記手段の光走
査方向における光路長の中点とに焦点を有したりしてい
る。

［作用］ 本発明の構成によれば、上記手段に偏向器から偏向出射
されて入射して来る光路と副走査方向において同一の光
路を辿って光束を戻して光偏向器に再入射させ、それに
より光偏向器に最初に入射するビームの方向に光束を戻
しているので、副走査方向において偏向器の反射面の回
転ないし振動軸に対する傾きがあっても同一位置に光走
査が行なわれる。

［実施例１ 第１図と第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
光走査装置の光走査方向断面（被走査光束が経時的に形
成する面）における光学系の概略図、第２図は光走査装
置の副走査方向断面（副走査方向と光軸を含む面）にお
ける光学系の該略図である。

同図において、光源である半導体レーザーダイオード１
から変調発振された光束は、第１の集光レンズ２により
光路折り曲げミラー３の反射面近傍に一旦集光され、光
偏向器５０反射面近傍と折返し直角ミラー６の折返し点
６ａ（光走査方向における光路長の中点）に焦点を持つ
フーリエ変換レンズである第２のレンズ４の光軸と平行
な方向に反射されてこの第２のレンズ４に入射させられ
、この第２レンズ４を通過して光偏向器（ポリゴンミラ
ー）５の反射面に導光される。この光偏向器５の反射鏡
面で反射、偏向された光束は、再び第２レンズ４に入射
しこのレンズ４によって光軸と平行な方向に出射される
。そして折返し直角ミラー６により２回反射されて、光
走査方向においては、第２レンズ４の光軸に関して対称
な位置から、また副走査方向においては、１回目の偏向
方向と同一方向の位置から再び第２レンズ４及び光偏向
器５に導かれ、光偏向器５の反射鏡面で２度目の偏向作
用を受ける。

このとき、光束は、光走査方向においては２回の偏向作
用で１回の偏向と比べ倍角の偏向を受け、副走査方向に
おいては、同一位置から再び第２レンズ４と偏向器５に
導かれ偏向を受けるので偏向が相殺されて偏向されない
状態で、再び第２レンズ４に導光される。そして、光束
は一旦集光した後に（この位置は、第１図と第２図に示
す様に光路折り曲げミラー３の反射面近傍の上記集光位
置と副走査方向において同じである）、光偏向器５側に
テレセントリックな第３レンズ７によって像担持体８上
へと導かれ、光偏向器５の反射鏡面の回転に伴って像担
持体面８上を光走査される。

つまり、第３図と第４図の展開光路簡略図で説明すれば
、光走査方向においては、第３図に示す様に、光偏向器
の反射鏡面５の回転角に従って、偏向が倍角となって第
３図（ａ）から（ｂ）、（Ｃ）へと移動して光束が像担
持体面８上を光走査されることになる。一方、副走査方
向においては、第４図の光路簡略図に示す様に、光偏向
器の反射面５が破線で示す様に副走査方向断面内におい
て傾いても、光束は光偏向器の反射面５による偏向を２
回受けて、この傾きによる影響を相殺する方向に偏向を
受ける為（すなわち最初に光偏向器５に入射する方向と
同じ方向に添って最終的に偏向されてくる為）、像担持
体面８での光走査位置の変動が出ない構成となっている
。

こうして、副走査方向においては、光偏向器の反射面５
の回転軸に対する傾きがあっても、１度目の偏向出射方
向に沿って再び逆行させて再偏向し１度目に光偏向器５
に入射するビームの方向にビームを戻す為に、光走査位
置の変動が起きない。そして、上記に示す様に、光学系
中にはシリンドリカルレンズやアナモフィックレンズは
含まれず、球面レンズ系のみで光走査装置が構成されて
いる。

第５図は第２実施例を示す。第２実施例では、光走査方
向において光軸に関して対称な構成となっており、レー
ザーダイオード１．１１が光軸を挟んで２個用いられ、
光偏向器５の反射面が１面通過する間に像担持体８上で
２回の光走査が行なわれる様になっている。第５図にお
いて、第１図の符号と同一の符号で示されるものは同一
部材を示し、１２．１３は、夫々、他方のレーザーダイ
オード１１からの放出光を集光する集光レンズ、光路を
折り曲げる為のミラーである。

光偏向器５の偏向反射面の回転に伴う光路の変化につい
て説明すると、第６図の展開光路簡略図に示す様に偏向
反射面５が回転するに従って、第６図（ａ）〜（ｃ）で
は一方のレーザー１から発振光束が放射されて図示の如
（このビームが像担持体８上を走査し、次に第６図（ｃ
）〜（ｅ）では他方のレーザー１１が発振してこのビー
ムが像担持体８上を代わって走査する様になっている。

レーザー１が発振する期間とレーザー１１が発振する期
間とは、偏向反射面５が、丁度、光軸に垂直になる状態
を境に、夫々、反対方向に回転している状態の間に対応
している。

第２実施例では、こうして偏向反射面５が１面通過する
間に２回の光走査が行なわれる様になっている。

他の点については、第１実施例と実質的に同じである。

第７図は第３実施例の副走査方向断面における構成を示
す。第３実施例では、副走査方向においてレーザーダイ
オード１．２１を２段構成にして、２本の光束を同一光
学系で同時に走査できる様になっている。こうして１、
像担持体８上を２本の光束が同時に平行に走査されるの
で、像担持体８上に更に高速に画像情報に対応した潜像
を形成することができる。第７図中、２２はレーザーダ
イオード２１からの光束を、２本の光束に共通な光路折
り曲げミラー２３の反射面近傍に集光する為の集光レン
ズ、２６は２本の光束に共通な折返し直角ミラーであり
、第１図の符号と同一な符号は同一部材を示す。

その他の点については第１実施例と実質的に同じである
。

第３実施例において、第３レンズ７と像担持体面８の間
に、２本の光束の光路を分離する為のミラ一部材等を配
設すれば、他の１本の光束を異なる場所にある像担持体
面まで導けて、１つの共通の光走査装置で異なる被走査
面を同時に走査することが出来る。勿論、２本の光走査
に限らず、より多数の光束を同時に走査するような構成
にしても良い。

第８図は第４実施例を示す斜視図である。第４実施例で
は、偏向ビームスプリッタ−３０とλ／４板３１を用い
て、フーリエ変換レンズ３４の光軸を含む光走査方向断
面内近くにおいて光束がこのレンズ３４を通り偏向器５
で２度偏向される様になっている。

つまり、第４実施例では、レーザーダイオード１、集光
レンズ２、光路折り曲げミラー３が上記光軸を含む光走
査方向断面内近くに配置され（第１実施例の第２図を比
較参照）、ミラー３で反射された光束は傾けて配置され
た偏光ビームスプリッタ−３０を通過して（すなわちレ
ーザーダイオド１からの光束の偏光方向がビームスプリ
ッタ３０を透過する方向になる様に予め調整されている
）λ／４板３１で円偏光とされ、フーリエ変換レンズ３
４を通過して偏向器５で１回目の偏向を受ける。次に、
この光束は同−走査断面内近くにおいて反射偏向されて
（第２図と比較参照）フーリエ変換レンズ３４を通過し
再びλ／４板３１に入るが、このとき偏向器５での反射
により前記の円偏光とは逆回りの円偏光となっているの
で、λ／４板３１出射後、光束は上記ビームスプリッタ
−３０透過時とは直角な方向の直線偏光となって偏光ビ
ームスプリッタ−３０に入射する。従って、光束はここ
で第８図上方向に反射され、折返し直角ミラー３６によ
り光軸に関して対称な位置へと導光されて再びビームス
プリッタ−３０で反射され、λ／４板３１で円偏光とさ
れる。このときの円偏光の方向は、最初にん／４板３１
に入射して出射されたときの円偏光とは逆回りになって
おり、従って、再度フーリエ変換レンズ３４→偏向器５
（ここでの反射で円偏光の方向が逆転される）→フーリ
エ変換レンズ３４→λ／４板３１と通過して偏光ビーム
スプリッタ−３０に入射してきた直線偏光の光束はここ
を透過して第３レンズ３７へと入射する。光走査のされ
方等については第１実施例と実質的に同じである。

第４実施例ではフーリエ変換レンズ３４の光軸を含む断
面の近辺部分を用いて、第８図中の矢印の進む光路を通
り光偏向器５の回転によって光走査をしている。従って
、副走査方向においてフーリエ変換レンズ３４の光軸近
（の部分のみを用いているのでこのレンズ３４のデイス
ト−ジョン特性を容易に設定することができる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、光源から発振され
た光束を光偏向器の反射面に導光し、反射偏向後、副走
査方向においてこれへの入射光路と同方向の光路に沿っ
て光束を戻す手段を用いて、再度、光偏向器に光束を導
光する構成となっているので、副走査方向においてシリ
ンドリカルレンズやアナモフィックレンズ等の高価な光
学部材を用いずに、光偏向器の反射面の傾きと関係なく
、被走査面上の同一位置に光走査をすることができる。

また、光偏向器の反射面に光束を平行光束で導光し、反
射偏向後、フーリエ変換レンズと、光走査方向において
はフーリエ変換レンズの光軸を挟んで反対側に光束を折
返す手段であって副走査方向においてはこの手段への入
射光路と同方向の光路に沿って光束を戻す手段とによっ
て、再度光偏向器に光束を導光する構成とすれば、光走
査方向に関しては、光偏向器の回転角に対して４倍の走
査角を得ることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光走査方向断面における
概略図、第２図は第１実施例の副走査方向断面における
概略図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は光走査方向に
おける第１実施例の光偏向器の回転に従った光路図、第
４図は副走査方向における第１実施例の光偏向器の傾き
による光路図、第５図は第２実施例の光走査方向断面に
おける概略図、第６図（ａ）〜（ｅ）は第２実施例の光
走査方向における光偏向器の回転に従った光路図、第７
図は第３実施例の副走査方向断面における概略図、第８
図は第４実施例の概略斜視図である■、１１．２１・・
・・・レーザーダイオード、２、Ｉ２．２２・・・・・
第ルンズ、３．１３．２３・・・・・光路折り曲げミラ
ー、４．３４・・・・・第２レンズ、５・・・・・光偏
向器、６．２６．３６・・・・・折返し直角ミラー、７
３７・・・・・第３レンズ、８・・・・・像担持体面、
３０・・・・・偏光ビームスプリッタ−，３１・　・・
・　・λ／４板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源より射出された光束を反射面により構成される
   光偏向器によって偏向し被走査面上に集光して光走査す
   る光走査装置において、光偏向器の反射面に光束を平行
   光束で導光し、反射偏向後、フーリエ変換レンズと、光
   走査方向においては該フーリエ変換レンズの光軸を挟ん
   で反対側に光束を折返す手段であって光走査方向と該光
   軸に直交する方向即ち副走査方向においては該手段への
   入射光路と同方向に光束を反射させる反射手段とによっ
   て、再度、光偏向器に光束を導光し、２回の光偏向を行
   なった後に被走査面に光束を導いて光走査することを特
   徴とする光走査装置。 ２、光走査装置は光走査方向において対称な構造を有し
   て前記光源は上記光軸を挟んで対称位置に２つ配され、
   前記光偏向器の１面の反射面が作用位置を通過する間に
   、上記対称位置に配された光源は所定時期に発振されて
   被走査面で２回の光走査が行なわれる請求項１記載の光
   走査装置。 ３、前記光源は、光走査方向において同位置でこの光走
   査方向と上記光軸に直交する方向において異なる位置に
   複数配設され、複数の光束が同時に光走査される請求項
   １記載の光走査装置。 ４、前記光偏向器の反射面に入射される光束は、副走査
   方向において斜入射される請求項１記載の光走査装置。 ５、前記光源と前記フーリエ変換レンズの間の光路中に
   偏光ビームスプリッターが配設され、及び該フーリエ変
   換レンズと前記反射手段の間の光路または前記光源と前
   記フーリエ変換レンズの間の光路中に、λ／４板が配設
   され、光束は、該フーリエ変換レンズの副走査方向にお
   ける上記光軸を含む断面の近辺部分を通過する請求項１
   記載の光走査装置。 ６、前記フーリエ変換レンズは、前記光偏向器の反射面
   の近傍と前記反射手段の光走査方向における光路長の中
   点とに焦点を有する請求項１記載の光走査装置。 ７、前記反射手段は折返し直角ミラーである請求項１記
   載の光走査装置。