JPH03236015A - 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、レーザ光学系中の光源部の温度変化にともな
う発振スペクトルの波長変化の補正技術に関する。

［従来の技術］ 第４図に従来のレーザビームプリンタの走査光学系を示
す。同図において、符号ｌは半導体レーザ光源及びレー
ザ光源から射出した光束をコリメートするコリメート光
学系からなる光源装置を示す。光源装置１から射出した
レーザ光束はシリンドリカルレンズ等の線状結像光学素
子２によって光束を線状に収束され、その収束される位
置の近傍にその偏向反射面３ａを有する偏向器３により
反射される。この偏向器３は回転多面鏡などにより構成
され、偏向反射面３ａの回転により入射光束に対するそ
の偏向反射面３ａの傾きが変化し、それにともなって反
射後のレーザ光束はｆｅレンズ４．５を経て、被走査面
６上を長平方向（図中Ｘ方向）に走査する。この走査方
向が主走前方向である。一方、感光体ドラムなどの被走
査面６は一定速度の回転などによってＹ方向の移動（こ
の方向が副走査方向である）が行なわれ、これら走査の
繰り返しにより、所定の情報が静電潜像等のような形で
形成される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記光源袋＠１の光源として使用される
半導体レーザはその使用環境温度によって、「波長とび
」と呼ばれる波長変化が生じる。

第５図は温度変化による半導体レーザの発振スペクトル
の波長変化を示した図である。横軸に半導体レーザの周
囲温度、縦軸にピーク発振波長を示す。このような温度
変化による波長変化によって、前記主走査方向、副走査
方向の結像位置が設定された位置からズしてしまうとい
う問題が起きる。主走査方向に関してはレンズの硝材の
組み合わせを選定することによりその補正（色消し）を
行なっているが、副走査方向の補正は難しいのが現状で
ある。

本発明の目的は、温度変化に伴う光源の発振波長変化に
よって生じるビームスポットの変動を補正することので
きる光走査装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明の光走査装置は、レー
ザ光源装置と、該レーザ光源装置からの光束を主走査方
向に長い線像として結像させる線像結像光学手段と、前
記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を有し前記光束を
等角速度的に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡と
被走査面との間に配置され何記偏向反射面による偏向起
点と被走査面とを副走査方向に関して幾何光学的に略共
役な関係にするとともに前記偏向反射面による偏向光束
を前記被走査面上に光スポットとして結像させる結像光
学系と、前記線像結像光学手段を光軸方向へ移動させる
微小移動手段と、前記レーザ光源装置の温度を検出する
温度センサと、該温度センサの検出温度から前記レーザ
光源装置の発振波長変化を検知し、該温度センサの検出
温度に応じて前記微小移動手段の移動量を制御する制御
手段とを有することを特徴とする。

また、　　本発明において、微小移動手段も周囲温度に
よってその移動量が変動する特性を有するような移動手
段である場合には、さらに前記微小移動手段周囲の温度
を検出する第２の温度センサを設け、その第２の温度セ
ンサからの検出温度と、光源装置の温度を検出する温度
センサ（第１の温度センサと称する）からの検出温度と
の２つの検出信号に応じて前記微小移動手段の駆動を制
御する制御手段を設ける。

［作　　用］ 発明によれば、温度変化によって生じる波長変化による
被走査面上の副走査方向の結像ズレは、線像結像光学手
段の光軸方向の微小移動で補正される。

［実　施　例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る光走査装置の一実施例の構成図で
ある。

同図において、符号ｌは半導体レーザ光源及びレーザ光
源から射出した光束をコリメートするコリメート光学系
からなる光源装置を示す。符号２はシリンドリカルレン
ズ等の線状結像光学手段を示し、光源装置ｌから射出し
たレーザ光束を線状に収束する。符号３はその収束され
る位置の近傍にその偏向反射面３ａを有する偏向器　を
示し、回転多面鏡などにより構成される。３Ａはその回
転軸を示す、符号４．５は、それぞれ線状結像を被走査
媒体６上の平面に収差なく結像するためのｆθレンズを
示す、符号６は感光体ドラム面などの被走査面を示す。

符号９は線像結像光学手段２を光軸方向へ移動させる微
小移動手段を示し、実質的に線像結像光学手段２を精度
良く微小移動できるものであれば、特に限定されない、
第１図の実施例では、その一つとして圧電素子及びその
変位量拡大機構を選択している。符号１２は光源装置１
の半導体レーザの温度を測定する第１の温度センサを示
し、少なくとも周囲温度の変化を検知できる精度が必要
である。符号１３は温度センサ１２からの信号を増幅す
る増幅器を示す、符号１４は増幅器１４のアナログ信号
をデンジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を示す、符号
１５は光源部の温度変化による波長の変化に対応して、
予め必要な補正を行なうための圧電素子９の駆動電圧の
変化量を記録するＲＯＭ等の記憶部を示す。符号１６は
記憶部１５より読み出された駆動デジタル信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器を示す。符号１７は駆動
信号により圧電素子９に印加する電圧量を制御する圧電
素子制御回路を示し、符号１８は温度変化による波長と
びの補正装置全体を示す。

第２図は線像結像光学手段２を光軸方向へ移動させる微
小移動手段の一構成例を示す図である。

同図において、線像結像光学手段２はレンズホルダ７の
所定位置に固着される。レンズホルダ７は保持部材８に
設けられた開口部８ａに配置され、開口部８ａの側面に
設けられた摺動用溝部８ｃにレンズホルダ７の突条部が
はめ込まれ、線像結像光学手段２をその光軸方向に摺動
できるようになっている。レンズホルダ７の一端側には
微小移動手段９が接して設けられ、他端側にはバネ材の
ガイド捧１１にガイドされたバネ材１０が設けられてい
る。ｇ微結像光学手段２は圧電素子９或はその他の微小
移動手段９に電圧等が印加されることにより、レンズホ
ルダ７が押されバネ材１０の押し返す力とつり合う範囲
で移動することができ、それら範囲の任意の位置でその
位置を保持することができる。

次に第３図（ａ）、（ｂ）を用いて本補正方法の基本原
理について説明する。ｆθレンズ系４，５は副走査方向
に反射面３ａと被走査面６が略共役な関係を保ち、結像
横倍率βＳを有するものとする。

第３図（ａ）は第１図の光学的構成を模式的に表わした
ものであり、同図では、シリンドリカルレンズ２の焦点
位置が反射面３ａの近傍にあり、結像光が被走査面６の
近傍にあることを示している。これに対し、第３図（ｂ
）はシリンドリカルレンズ２の焦点位置をΔαだけ回転
多面鏡３側へ変化させた場合を示すもので、結像光は被
走査面６から、Δα′離れた位置６°に結像する。この
時、 Δα　＝βｓｔ　・Δα の関係が成り立っている。この関係式から逆算して、被
走査面６に正確に結像するようにシリンドリカルレンズ
２の位置を変えることにより、温度変化による波長変化
によって生じる位置ズレを補正することが可能であるこ
とが分かる。つまり、波長変化により結像位置が第３図
（ｂ）のようにΔα°だけ被走査面６からズした位置の
面６°になった時、シリンドリカルレンズ２を第３図（
ａ）のように光源装置ｌ側にΔαだけ移動させることに
より本来求めている結像位置である被走査面６上に結像
点を得ることができるからである。また逆に求める被走
査面が面６°の位置である場合に、波長変化により結像
位置が第３図（ａ）のようにΔα°だけｆθレンズ系４
．５側の方へ近づいた位置６で結像してしまった場合、
シリンドリカルレンズ２を第３図（ｂ）の用にΔαだけ
回転多面鏡３＠ｌへ移動させることにより、求める被走
査面６°上に結像点を得ることができる。このとき、シ
リンドリカルレンズ２の移動は副走査方向にのみ働き、
主走査方向には影響を与えない。

次に第１図を全脂しつつ本発明の動作について説明する
。

光源装置ｌより射出した光束は、線状結像光学手段２に
より回転多面鏡３の反射面３ａ近傍に主走査方向に長い
線像として結像される。このとき線状結像光学手段２は
温度センサ１２からの信号が増幅器１３を通り、Ａ／Ｄ
変換器１４を経由してＲＯＭ１５に送られる。ＲＯＭ１
５に記録されていた情報に基づき、圧電素子制御回路１
７に信号が出され、圧電素子９が駆動され所定の位置に
設定される。偏向器３は回転軸３Ａを中心として回転し
、偏向面３ａにより偏向された光束は、ｆθレンズ系４
．５を通った後、被走査面６上を走査する。ここで５第
５図のように温度変化が発生した時、第１の温度センサ
１２に検知され、検出信号を増幅器１３で所定のレベル
に増幅したあと、Ａ／Ｄ変換器１４によりデジタル信号
とされる。ＲＯＭ１５には、第１の温度センサ１２の出
力に対応して圧電素子９の変位がその補正量において所
定の値となるように圧電素子用駆動電圧を発生するため
のデータが記憶されており、Ａ／Ｄ変換器１４よりの入
力デジタル信号に対応する圧電素子用駆動電圧のデジタ
ル信号を読み出して、Ｄ／Ａ変換器１６に出力する。Ｄ
／Ａ変換器１６は前記ＲＯＭ１５の出力をアナログ電圧
に変換して圧電素子駆動制御回路１７に入力する。圧電
素・子駆動制御回路１７はその信号により、ある定まっ
た電圧量を圧電素子９に印加し、線状結像光７手段２を
移動させ、温度変化による波長の変化に伴う線状位置ズ
レを補正する。

さらに、線状結像光学手段２を変移させる移動手段９を
圧電素子９に選択した場合、圧電素子９にも温度特性が
あるため、第２の温度センサ３０を新たに設け、圧電素
子９部の温度を検知し、上記光源部の制御と同様に検出
信号を増幅器１３で所定のレベルに増幅したあと、Ａ／
Ｄ変換器１４によりデジタル信号とする。ここでＲＯＭ
１５は前述の第１の温度センサの補正とともに、第２の
温度センサ３０の補正量をも予め考慮したデータが記録
されており、そのデータにより圧電素子駆動電圧のデジ
タル信号を読み出してＤ／Ａ変換器１６に出力し、Ｄ／
Ａ変換器１１；ｔＲＯＭ１５（７）出力をアナログ信号
に変換し、圧電素子駆動制御回路１７に入力し、圧電素
子駆動制御回路１７は温度特性の補正された電圧量を圧
電素子９に印加して線状結像光学手段２を変移させ、温
度変化による波長の変化に伴う結像位置ズレの補正を行
なう。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明に係る光走査装置におい
ては、温度変化に伴う発振スペクトルの波長の変化によ
る結像位置のズレからくるビームスポット径の変動を補
正することができる。超高密度の光学系になると温度変
化により、半導体レーザの波長の変化による書き込みド
ツト位置ズレが発生して問題となるが本発明によって常
に良好な画像を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光走査装置の実施例を示す概略構成図
、第２図は微小移動手段の一実施例を示す斜視図、第３
図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明に係る補正の原
理を示す図、第４図は従来のレーザビームプリンタの走
査光学系を示す図、第５図は温度変化による半導体レー
ザの発振スペクトルの波長変化を示した図である。 ｌ・・・レーザ光源装置、２・・・線像結像光学手段、
３・・・回転多面鏡、４．５・−結像光学系、９−・微
小移動手段、１２−第１の温度センサ、３０・−第２の
温度センサ、１７−・制御手段。 発Ｚ目 （ばか１名） ちσ 口 （ａ） ハ０ 幻 同口混炭Ｔ（”Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光源装置と、該レーザ光源装置からの光束を主走
   査方向に長い線像として結像させる線像結像光学手段と
   、前記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を有し前記光
   束を等角速度的に偏向する回転多面鏡と、この回転多面
   鏡と被走査面との間に配置され前記偏向反射面による偏
   向起点と被走査面とを副走査方向に関して幾何光学的に
   略共役な関係にするとともに前記偏向反射面による偏向
   光束を前記被走査面上に光スポットとして結像させる結
   像光学系と、前記線像結像光学手段を光軸方向へ移動さ
   せる微小移動手段と、前記レーザ光源装置の温度を検出
   する温度センサと、該温度センサの検出温度から前記レ
   ーザ光源装置の発振波長変化を検知し、該温度センサの
   検出温度に応じて前記微小移動手段の移動量を制御する
   制御手段とを有することを特徴とする光走査装置。