JPH0553067A - 光走査用レンズおよび光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光走査の同期を取るための同期検知用光センサ
ーの配置の自由度を大きくする。 【構成】光源装置１からの光束を光偏向器３により等角
速度的に偏向させ、偏向光束を結像レンズにより被走査
面上に光スポットとして集光せしめて光走査を行なう光
走査装置において、偏向器と被走査面との間の光路上に
配備されるレンズである。リニアリティ補正機能を持
ち、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ
る結像レンズ部分４１と、偏向光束を同期検知用光セン
サー上に集光させる同期検出用レンズ部分４２とを一体
化してなる単体構造であり、結像レンズ部分４１と同期
検出用レンズ部分４２とが、異なる結像特性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光走査用レンズおよ
び光走査装置に関する

【０００２】

【従来の技術】等角速度的に偏向する光束を、光走査用
レンズにより被走査面上に光スポットとして集光させて
被走査面を等速的に光走査する光偏向装置は従来から広
く知られている。このような光走査装置において、光源
から被走査面に到る光束光路を直線的に展開した「仮想
光路」を想定し、この仮想光路上で主走査方向と平行に
なる方向を「主走査対応方向」と称し、上記仮想光路上
で副走査方向と平行になる方向を「副走査対応方向」と
称する。

【０００３】上記のような光走査装置においては、周期
的に繰り返される光走査の走査起点を揃えるために、光
走査領域へと偏向する偏向光束を同期検知用光センサー
で検出して同期検出信号を発生させ、この同期検出信号
発生から所定時間後に光走査を開始することが行なわれ
ている。

【０００４】この場合、同期検知用光センサーは、光走
査用レンズにより光スポットが形成される被走査面と同
一の平面内に配備するのが好ましい。被走査面と同一の
面内では偏向光束が小さい径のスポットに集光している
ので、同期検知用光センサーの小さな受光面でも確実に
偏向光束を検出できるからである。

【０００５】しかし、被走査面には一般に、光導電性の
感光体等の感光性記録媒体が配備されるため、感光性記
録媒体の配備を妨げない位置に同期検知用光センサーを
配備する必要がある。

【０００６】これを実行するための方法として「同期検
知用光センサーの配備位置を、被走査面と同一の平面内
で光走査領域から離して設定する」方法があるが、この
方法の場合、光走査用レンズの主走査対応方向のレンズ
系が大きくなり、光走査用レンズの製造が難しく、光走
査用レンズのコスト高を招来するという問題がある。ま
た、別の方法として、「光走査用レンズによる集光光束
をミラー等により折り返し、被走査面と等価な位置（上
記ミラーにより被走査面の像が形成される位置）に光セ
ンサーを配備する」方法があるが、ミラー等の配置のた
めの余分のスペースを必要とし、実際的見地からする
と、ミラーや同期検知用光センサーの配置に対する制約
が大きい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
事情に鑑みてなされたものであって、同期検知用光セン
サーの配置の自由度を大きくできる新規な光走査用レン
ズおよび、この光走査用レンズを用いる光走査装置の提
供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の光走査用レン
ズは「光源からの光束を光偏向器により等角速度的に偏
向させ、偏向光束を結像レンズにより被走査面上に光ス
ポットとして集光せしめて光走査を行なう光走査装置」
において、偏向器と被走査面との間の光路上に配備され
るレンズである。上記光走査装置は、光偏向器における
所謂「面倒れ」の補正を行なわないことを前提とする。

【０００９】請求項１の光走査用レンズは「結像レンズ
部分と同期検出用レンズ部分とを一体化した単体構造」
を有する。「結像レンズ部分」は、偏向光束を被走査面
上に光スポットとして集光させる機能とリニアリティ補
正機能を持ち、「同期検出用レンズ部分」は、偏向光束
を同期検知用光センサー上に集光させる機能を有する。
結像レンズ部分と同期検出用レンズ部分とは異なる結像
特性を有する。ここに、「結像特性が異なる」とは、上
記各レンズ部分が、焦点距離および／または光軸を異に
することを意味する。

【００１０】請求項３の光走査装置は上記のような光走
査用レンズを用いる光走査装置であって、「光源装置」
と、この光源装置からの光束を等角速度的に偏向させる
「光偏向器」と、この光偏向器による偏向光束を被走査
面上に光スポットとして集光させる上記「光走査用レン
ズ」と、光走査の同期を取るための「同期検知用光セン
サー」とを有する。

【００１１】請求項３の光走査装置は上述の如く、面倒
れの補正を行なわないことを前提とする。従って偏向器
としては、面倒れを高精度に補正した回転多面鏡や、原
理的に面倒れの殆ど無い。ピラミダルミラーやホゾ型ミ
ラーを用いるのが望ましい。請求項１の光走査用レンズ
に入射する偏向光束は、平行光束でも、弱い発散性の光
束でもあるいは、弱い収束性の光束でも良い。偏向光束
が平行光束である場合には、上記リニアリティ補正機能
は所謂ｆθ機能であり、結像レンズ部分はｆθレンズと
なる。

【００１２】請求項４の光走査用レンズは「光源からの
光束を主走査対応方向に長い線像として結像させ、線像
の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等
角速度的に偏向させ、偏向光束を結像レンズにより被走
査面上に光スポットとして集光せしめて光走査を行なう
光走査装置」において、偏向器と被走査面との間の光路
上に配備されるレンズである。この光走査用レンズの用
いられる光走査装置は上記のように「面倒れ」を補正す
る機能を持っている。

【００１３】請求項４の光走査用レンズは、請求項１の
光走査用レンズと同じく、結像レンズ部分と同期検出用
レンズ部分とを一体化して成る単体構造である。「結像
レンズ部分」は、主走査対応方向に関してリニアリティ
補正機能を持ち、副走査対応方向に関しては「偏向反射
面位置と被走査面位置とを幾何光学的に略共役な関係と
する」機能を有し、偏向光束を被走査面上に光スポット
として集光させる。「同期検出用レンズ部分」は、偏向
光束を同期検知用光センサー上に集光させる。結像レン
ズ部分と同期検出用レンズ部分とは異なる結像特性を有
する。

【００１４】即ち、結像レンズ部分と同期検出用レンズ
部分とは、少なくとも主走査対応方向に関して、焦点距
離および／または光軸が異なる。

【００１５】請求項６の光走査装置は、請求項４の光走
査用レンズを用いる光走査装置である。この光走査装置
は、「光源装置」と、この光源装置からの光束を主走査
対応方向に長い線像として結像せしめる「線像結像光学
系」と、線像の結像位置近傍に偏向反射面を持ち光束を
等角速度的に偏向させる「光偏向器」と、この光偏向器
による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光さ
せる上記「光走査用レンズ」と、光走査の同期を取るた
めの「同期検知用光センサー」とを有する。

【００１６】上述の如く、この光走査装置は、面倒れを
補正する機能を有するので、光偏向器として、通常の回
転多面鏡等を用いることができる。光走査用レンズに入
射する偏向光束は、副走査対応方向には発散性である
が、主走査対応方向においては、平行・弱い発散性・弱
い収束性の何れでも良く、偏向光束が主走査対応方向に
関して平行光束であるときは、結像レンズ部分は周知の
アナモフィックなｆθレンズとなる。

【００１７】請求項１または４において、光走査用レン
ズは、結像レンズ部分と同期検出用レンズ部分とを、別
個にガラスレンズで形成し、これらを張りあわせて一体
としても良いが、全体をプラスチックでモールド成形に
より単体として構成することもできる（請求項２，
５）。

【００１８】なお、「偏向光束を同期検出用光センサー
上に集光させる」とは、少なくとも主走査対応方向にお
いて、同期検出用光センサーの受光面内に偏向光束が収
束することを意味し、偏向光束が上記受光面上に像とし
て結像している必要は、必ずしもない。

【００１９】

【作用】この発明では上記の如く、光走査用レンズが結
像レンズ部分と同期検出用レンズ部分とを一体化して構
成されるが、結像レンズ部分と同期検出用レンズ部分と
が、異なる結像特性を持つので、同期検知用光センサー
の所望の配置位置に応じて、同期検出用レンズ部分の焦
点距離や光軸を調整して、偏向光束を適正に同期検出用
光センサーの受光面上に集光することができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面に即して具体的な実施例を説明す
る。図１（ａ）に示す光走査装置は、請求項６の光走査
装置の１実施例である。

【００２１】光源装置１は、半導体レーザーや発光ダイ
オード等の光源とコリメートレンズとの組合せにより構
成され、実質的な平行光束を放射する。放射された平行
光束は、線像結像光学系としてのシリンダーレンズ２に
より副走査対応方向にのみ集束性を与えられ、光偏向器
である回転多面鏡３の偏向反射面の近傍に、主走査対応
方向に長い線像として結像し、偏向反射面により反射さ
れる。反射光束は、回転多面鏡３の回転により、等角速
度的に偏向する偏向光束となって光走査用レンズ４に入
射し、被走査面に向かって収束する。被走査面には、母
線を合致させてドラム状の光導電性感光体５が配備され
ており、光走査に同期して矢印方向へ回転し、光走査さ
れる感光体周面を副走査方向へ送る。偏向光束は各光走
査に先立って同期検知用光センサー８により検知され、
光走査の同期がとられる。

【００２２】光走査用レンズ４は、図１（ｂ）に示すよ
うに結像レンズ部分４１と同期検出用レンズ部分４２と
が一体化された単体構造を有する。結像レンズ部分４１
は、アナモフィックなｆθレンズであり、主走査対応方
向に関してｆθ機能を有する。このため結像レンズ部分
４１により被走査面上に形成される光スポットは、感光
体表面を等速的に光走査する。

【００２３】同期検出用レンズ部分４２は、偏向光束を
同期検知用光センサー８に向かって集光させる。同期検
知用光センサー８は、光走査領域の光走査開始側の側方
において、光走査用レンズ４と被走査面との間の所望の
位置に配備されている。同期検出用レンズ部分４２は、
その焦点距離を同期検知用光センサー８の配備位置に応
じて設定され、光走査領域に向かって偏向する偏向光束
を同期検知用光センサー８の受光面に向かって集光させ
る。

【００２４】同期検知用光センサー８は、例えばＰＩＮ
フォトダイオード等であり、その受光面の径は１〜２ｍ
ｍ程度であるから受光面での集光状態は少なくとも主走
査対応方向において、この受光面領域に集光する程度で
たりる。

【００２５】この実施例において、結像レンズ部分４１
は、光偏向器たる回転多面鏡３の面倒れを補正する機能
を有するが、同期検出用レンズ部分４２は必ずしも面倒
れ補正機能を持たなくても良い。同期検出用レンズ部分
４２に、面倒れ補正機能を持たせない場合には、同期検
知用光センサー８に入射する偏向光束が副走査対応方向
に変動して、場合によっては偏向光束の検出不全を生ず
る可能性もある。これを避けるためには、同期検知用光
センサー８の受光面上に集光する光束が副走査対応方向
に長い形状となるようにすれば良い。そのためには、同
期検出用レンズ部分４２のパワーを主・副走査対応方向
で異ならせれば良い。

【００２６】もっとも、説明中の実施例の場合は、光走
査用レンズ８に入射する偏向光束は主走査対応方向には
平行光束で、副走査対応方向には発散性であるので、同
期検出用レンズ部分４２を球面レンズとして構成して
も、同期検知用光センサー８の受光面に集光した光束状
態は副走査対応方向に長いものとなるので問題はない。

【００２７】同期検出用レンズ部分４２の大きさは主走
査対応方向に４〜５ｍｍ程度で良く、従って、この部分
を結像レンズ部分４１に一体化しても、光走査用レンズ
４の大きさは、従来レンズとそれほど変わらない。

【００２８】また、光走査用レンズ４は、プラスチック
を材料としてモールド成形により形成されている。光走
査用レンズ４のような、細長いレンズをモールド成形す
る場合、成形時のゲートを長手方向の一方の側に持つの
が普通であり、レンズ面の精度は光軸に関して非対称に
成り易いが、この発明のように、結像レンズ部分の長手
方向端部に同期検出用レンズ部分を一体的に形成する場
合、同期検出用レンズ部分のレンズ面精度は、結像レン
ズ部分に比して比較的ラフで良いので、上記ゲートを同
期検出用レンズ部分側にすることにより、結像レンズ部
分でのレンズ面精度の低下を有効に防止することができ
る。

【００２９】図２は、別の実施例を特徴部分のみ示して
いる。この実施例の場合、光偏向器３による有効偏向角
２θ₁に対して、有効光走査偏向角２θ₂が大きく、角θ
₁−θ₂が比較的小さい。そこで、同期検知用光センサー
８により、走査光が「ケラれ」ないように、光走査用レ
ンズ４Ａの同期検出用レンズ部分４２Ａの光軸を調整し
て、同期検知用の偏向光束１０の方向を光走査用の偏向
領域から遠ざけるようにし、同期検知用光センサー８の
配備位置を光走査用の偏向領域から遠ざけている。

【００３０】以上、請求項５の光走査用レンズの実施
例、請求項６の光走査装置の実施例につき説明したが、
図１の構成において、シリンダーレンズ２を取り除くと
請求項３の光走査装置の実施例になる。この装置の場合
は、光偏向器の面倒れを補正しないので、回転多面鏡３
は面倒れの生じないように、偏向反射面や回転軸の精度
を十分に高くしたものを用いるか、あるいは光偏向器と
してピラミダルミラーやホゾ型ミラーを用いる。

【００３１】光走査用レンズの結像レンズ部分は、光軸
の回りに回転対称なレンズ面を持つ通常のｆθレンズと
すれば良い。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
光走査用レンズおよび光走査装置を提供できる。この発
明は上述の如き構成となっているから、光走査の同期を
とるための同期検知用光センサーの配部における自由度
が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を説明するための図である。

【図２】別実施例を特徴部分のみ示す図である。

【符号の説明】

１ 光源装置 ２ 線像結像光学系としての
シリンダーレンズ ３ 光偏向器としての回転多面鏡 ４ 光走
査用レンズ ５光導電性感光体 ８ 同期検知
用 光センサー ４１ 結像レンズ部分 ４２
同期検出用レンズ部分

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を光偏向器により等角速度
   的に偏向させ、偏向光束を結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光せしめて光走査を行なう光走査
   装置において、偏向器と被走査面との間の光路上に配備
   されるレンズであって、 リニアリティ補正機能を持ち偏向光束を被走査面上に光
   スポットとして集光させる結像レンズ部分と、偏向光束
   を同期検知用光センサー上に集光させる同期検出用レン
   ズ部分とを一体化してなる単体構造であり、上記結像レ
   ンズ部分と同期検出用レンズ部分とが、異なる結像特性
   を有することを特徴とする、光走査用レンズ。
2. 【請求項２】請求項１において、 全体がプラスチックによりモールド成形されていること
   を特徴とする光走査用レンズ。
3. 【請求項３】光源装置と、この光源装置からの光束を等
   角速度的に偏向させる光偏向器と、この光偏向器による
   偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる光
   走査用レンズと、光走査の同期を取るための同期検知用
   光センサーとを有し、 光走査用レンズが請求項１の光走査用レンズであること
   を特徴とする、光走査装置。
4. 【請求項４】光源からの光束を主走査対応方向に長い線
   像として結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向反
   射面を持つ光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向
   光束を結像レンズにより被走査面上に光スポットとして
   集光せしめて光走査を行なう光走査装置において、偏向
   器と被走査面との間の光路上に配備されるレンズであっ
   て、 主走査対応方向に関してリニアリティ補正機能を持ち、
   副走査対応方向に関しては偏向反射面位置と被走査面位
   置とを幾何光学的に略共役な関係とする機能を有し、偏
   向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる結像
   レンズ部分と、偏向光束を同期検知用光センサー上に集
   光させる同期検出用レンズ部分とを一体化してなる単体
   構造であり、上記結像レンズ部分と同期検出用レンズ部
   分とが、少なくとも主走査対応方向に関して異なる結像
   特性を有することを特徴とする光走査用レンズ。
5. 【請求項５】請求項４において、 全体がプラスチックによりモールド成形されていること
   を特徴とする光走査用レンズ。
6. 【請求項６】光源装置と、この光源装置からの光束を主
   走査対応方向に長い線像として結像せしめる線像結像光
   学系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持ち光
   束を等角速度的に偏向させる光偏向器と、この光偏向器
   による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光さ
   せる光走査用レンズと、光走査の同期を取るための同期
   検知用光センサーとを有し、 光走査用レンズが請求項４または５の光走査用レンズで
   あることを特徴とする、光走査装置。