JPH07175002A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JPH07175002A JPH07175002A JP5317741A JP31774193A JPH07175002A JP H07175002 A JPH07175002 A JP H07175002A JP 5317741 A JP5317741 A JP 5317741A JP 31774193 A JP31774193 A JP 31774193A JP H07175002 A JPH07175002 A JP H07175002A
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- optical device
- scanning optical
- light
- photoconductor
- light source
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が複雑にならず、安価に解像度の高い走
査光学装置を提供することにある。 【構成】 光源である半導体レーザ１と、前記半導体レ
ーザ１からの光束を偏向走査するための偏向器であるポ
リゴンミラー３と、画像を形成するための感光体５と、
前記半導体レーザ１からの光束を前記感光体５に集光す
るための集光手段である集光レンズ４とを備え、前記半
導体レーザ１と前記ポリゴンミラー３との間に、前記光
束の中心を含む一部を遮蔽するための絞り６を備えてい
る。中心部が抜けた光束を感光体５に照射露光すること
で、微小なスポットに絞れ安定した露光量を得ることが
できる。
査光学装置を提供することにある。 【構成】 光源である半導体レーザ１と、前記半導体レ
ーザ１からの光束を偏向走査するための偏向器であるポ
リゴンミラー３と、画像を形成するための感光体５と、
前記半導体レーザ１からの光束を前記感光体５に集光す
るための集光手段である集光レンズ４とを備え、前記半
導体レーザ１と前記ポリゴンミラー３との間に、前記光
束の中心を含む一部を遮蔽するための絞り６を備えてい
る。中心部が抜けた光束を感光体５に照射露光すること
で、微小なスポットに絞れ安定した露光量を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスによ
り画像を形成するレーザビームプリンター等に用いられ
る走査光学装置に関する。更に詳細には、画像品質を示
す解像度が従来より高い装置を実現するために、高品質
な光束を感光体に照射する走査光学装置に関する。
り画像を形成するレーザビームプリンター等に用いられ
る走査光学装置に関する。更に詳細には、画像品質を示
す解像度が従来より高い装置を実現するために、高品質
な光束を感光体に照射する走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導電性物質を材料とした感光体
にレーザ光を照射して静電潜像の形で画像を形成する装
置としてレーザビームプリンターがあった。この装置で
は、偏向器であるポリゴンミラーに入射する光束は、絞
りにより走査方向が長手方向である矩形に整形された光
束１本のみであった。
にレーザ光を照射して静電潜像の形で画像を形成する装
置としてレーザビームプリンターがあった。この装置で
は、偏向器であるポリゴンミラーに入射する光束は、絞
りにより走査方向が長手方向である矩形に整形された光
束１本のみであった。
【０００３】図７は、従来のレーザビームプリンターに
用いられていた走査光学装置の構成図である。光源であ
る半導体レーザ１より指向性を持って放射された光束
は、コリメートレンズ２を通り略平行光となる。その後
偏向器であるポリゴンミラー３に入射した光束は、集光
レンズ４に向けて反射偏向されてドラム状になった感光
体５を照射している。ポリゴンミラー３は複数の反射面
を有し、ある軸を中心として一定速度で回転しており、
１つの反射面に入射した光束を一定角速度で偏向走査し
ている。
用いられていた走査光学装置の構成図である。光源であ
る半導体レーザ１より指向性を持って放射された光束
は、コリメートレンズ２を通り略平行光となる。その後
偏向器であるポリゴンミラー３に入射した光束は、集光
レンズ４に向けて反射偏向されてドラム状になった感光
体５を照射している。ポリゴンミラー３は複数の反射面
を有し、ある軸を中心として一定速度で回転しており、
１つの反射面に入射した光束を一定角速度で偏向走査し
ている。
【０００４】集光レンズ４は、偏向走査された光束を感
光体５上に微小スポットで照射するよう集光すると共
に、一定角速度で偏向走査された光束を感光体５上で線
速度一定の直線走査に変換するｆθ特性を有している。
図示しない変調手段により画像信号に応じた変調を受け
た光束は、ドラムの中心を軸として回転する感光体５を
ラスタ走査することで、感光体５上に２次元の静電線像
を形成する。コリメートレンズ２とポリゴンミラー３と
の間には絞り６が配設されており、コリメートレンズ２
を通り略平行光となった光束を所望の大きさに絞った後
ポリゴンミラー３に導いている。
光体５上に微小スポットで照射するよう集光すると共
に、一定角速度で偏向走査された光束を感光体５上で線
速度一定の直線走査に変換するｆθ特性を有している。
図示しない変調手段により画像信号に応じた変調を受け
た光束は、ドラムの中心を軸として回転する感光体５を
ラスタ走査することで、感光体５上に２次元の静電線像
を形成する。コリメートレンズ２とポリゴンミラー３と
の間には絞り６が配設されており、コリメートレンズ２
を通り略平行光となった光束を所望の大きさに絞った後
ポリゴンミラー３に導いている。
【０００５】図８は、従来用いられていた絞り６の形状
を示す構造図である。図中ξ軸を光束がポリゴンミラー
３の回転により走査される主走査方向、η軸をそれとは
垂直な副走査方向とする。図中斜線部が開口１００であ
り、ξ軸方向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂとする
矩形の窓が絞り６に開いている。この絞り６を通過した
光束が集光レンズ４により感光体５上に結ぶスポットの
強度分布は、ξ軸方向に注目すると次式で示される。
を示す構造図である。図中ξ軸を光束がポリゴンミラー
３の回転により走査される主走査方向、η軸をそれとは
垂直な副走査方向とする。図中斜線部が開口１００であ
り、ξ軸方向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂとする
矩形の窓が絞り６に開いている。この絞り６を通過した
光束が集光レンズ４により感光体５上に結ぶスポットの
強度分布は、ξ軸方向に注目すると次式で示される。
【０００６】
【数１】
【０００７】
【数２】
【０００８】ここでｘは感光体５上の主走査方向の座
標、Ｉ0はスポットの中心強度、λは半導体レーザ１の
波長、ｆ2は集光レンズ４の焦点距離である。
標、Ｉ0はスポットの中心強度、λは半導体レーザ１の
波長、ｆ2は集光レンズ４の焦点距離である。
【０００９】一方、半導体レーザ１より射出された光束
は広がりを持っており、コリメートレンズ２の焦点距離
ｆ1と絞り６の開口１００の大きさ２ａによって感光体
５に到達する利用効率γが決定される。その関係式は、
は広がりを持っており、コリメートレンズ２の焦点距離
ｆ1と絞り６の開口１００の大きさ２ａによって感光体
５に到達する利用効率γが決定される。その関係式は、
【００１０】
【数３】
【００１１】であり、半導体レーザ１の光強度Ｐにこの
利用効率γを掛けたものが感光体５に照射される露光量
Ｅである。即ちＥ＝γＰであり、ＥとＰとは装置によっ
て決まるγを介して一義的に定まる。
利用効率γを掛けたものが感光体５に照射される露光量
Ｅである。即ちＥ＝γＰであり、ＥとＰとは装置によっ
て決まるγを介して一義的に定まる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像品
質を示す解像度を高くするため、感光体に照射するスポ
ット径をさらに微小に絞ろうとするには、半導体レーザ
の波長を短くするか、集光レンズの焦点距離を短くして
見かけ上のＮＡを高める、或は集光レンズの焦点距離は
そのままで絞りの大きさを大きくして同様の効果を持た
せる必要がある。短波長の半導体レーザは、従来の７８
０ｎｍのものに比べ寿命や信頼性の点で劣りコストも高
いため、実現性は低い。又、集光レンズの焦点距離を短
くすると、装置の構成から見直さなければならず、コス
トアップにつながる。集光レンズ自体も、走査幅を確保
しながら集光特性を維持する設計が必要となるため、非
球面や軸に対して非対称なトーリック面を使用して高価
になる。絞りを大きくすると、集光レンズの有効径を大
きくする必要があるため、加工精度を高めたり設計から
見直す必要性が生じ、コストアップにつながる等の問題
が生じる。
質を示す解像度を高くするため、感光体に照射するスポ
ット径をさらに微小に絞ろうとするには、半導体レーザ
の波長を短くするか、集光レンズの焦点距離を短くして
見かけ上のＮＡを高める、或は集光レンズの焦点距離は
そのままで絞りの大きさを大きくして同様の効果を持た
せる必要がある。短波長の半導体レーザは、従来の７８
０ｎｍのものに比べ寿命や信頼性の点で劣りコストも高
いため、実現性は低い。又、集光レンズの焦点距離を短
くすると、装置の構成から見直さなければならず、コス
トアップにつながる。集光レンズ自体も、走査幅を確保
しながら集光特性を維持する設計が必要となるため、非
球面や軸に対して非対称なトーリック面を使用して高価
になる。絞りを大きくすると、集光レンズの有効径を大
きくする必要があるため、加工精度を高めたり設計から
見直す必要性が生じ、コストアップにつながる等の問題
が生じる。
【００１３】さらに、感光体の感度に合わせて半導体レ
ーザの光強度を変調する場合、点灯時の露光量と消灯時
の露光量との比を変調度として定義すると、点灯時には
正規現像の場合ベタ黒の濃度から要求される露光量がＥ
21であるのに対して、消灯時には地汚れが発生しない露
光量はＥ22である。従って半導体レーザ自体では、Ｅ＝
γＰより光強度Ｐ21からＰ22までの変調幅を確保する変
調度が必要である。しかし従来は、利用効率が装置構成
や所望スポット径から決まっているため、変調回路の電
流変調幅を大きく取り高価な回路構成にして変調度を確
保していた。図６は、半導体レーザの駆動電流ｉと感光
体上に照射される露光量Ｅとの関係を示す、特性図であ
る。図中β＝０で示した特性がその関係を表すグラフで
ある。半導体レーザの光強度は、駆動電流がしきい値を
越えるまではなだらかな直線で比例して増加し、しきい
値を越えると急峻に立ち上がる。所望の露光量Ｅ21とＥ
２２とを確保するために、半導体レーザの駆動電流はｉ
２１からｉ22まで変調される。しかしＥ21がしきい値に
近い値であると、傾きのなだらかな領域で駆動電流を変
調しなければならず、所望の変調度を得るためには電流
変調幅を大きくする必要があり回路構成が高価なものと
なる。さらに、半導体レーザの発振状態が不安定である
ため熱緩和特性が悪く、いわゆるドループ特性が劣る状
態になり画像品質が低いものとなる。
ーザの光強度を変調する場合、点灯時の露光量と消灯時
の露光量との比を変調度として定義すると、点灯時には
正規現像の場合ベタ黒の濃度から要求される露光量がＥ
21であるのに対して、消灯時には地汚れが発生しない露
光量はＥ22である。従って半導体レーザ自体では、Ｅ＝
γＰより光強度Ｐ21からＰ22までの変調幅を確保する変
調度が必要である。しかし従来は、利用効率が装置構成
や所望スポット径から決まっているため、変調回路の電
流変調幅を大きく取り高価な回路構成にして変調度を確
保していた。図６は、半導体レーザの駆動電流ｉと感光
体上に照射される露光量Ｅとの関係を示す、特性図であ
る。図中β＝０で示した特性がその関係を表すグラフで
ある。半導体レーザの光強度は、駆動電流がしきい値を
越えるまではなだらかな直線で比例して増加し、しきい
値を越えると急峻に立ち上がる。所望の露光量Ｅ21とＥ
２２とを確保するために、半導体レーザの駆動電流はｉ
２１からｉ22まで変調される。しかしＥ21がしきい値に
近い値であると、傾きのなだらかな領域で駆動電流を変
調しなければならず、所望の変調度を得るためには電流
変調幅を大きくする必要があり回路構成が高価なものと
なる。さらに、半導体レーザの発振状態が不安定である
ため熱緩和特性が悪く、いわゆるドループ特性が劣る状
態になり画像品質が低いものとなる。
【００１４】図９は、半導体レーザの変調特性を示す特
性図である。横軸の時間ｔに対して半導体レーザ駆動電
流ｉを変調信号にしたがってｉ21からｉ22の間で変調し
ても、光強度Ｐは熱緩和特性のため、一旦Ｐａまで上昇
した後Ｐ21に漸近しＰ22に低下する。ＰａとＰ21との差
はドループ特性と呼ばれ、Ｐ21がしきい値に近いほど大
きくなり、悪い特性となる。つまり、変調時に電流値に
対して狙った光強度を正確に得るためには、半導体レー
ザの定格を越えない範囲でできるだけ大きな光強度で光
らせる必要がある。従来は、装置の利用効率に従って光
強度Ｐ21を決めていたため、ドループ特性のよい領域で
半導体レーザを用いることが出来なかった。
性図である。横軸の時間ｔに対して半導体レーザ駆動電
流ｉを変調信号にしたがってｉ21からｉ22の間で変調し
ても、光強度Ｐは熱緩和特性のため、一旦Ｐａまで上昇
した後Ｐ21に漸近しＰ22に低下する。ＰａとＰ21との差
はドループ特性と呼ばれ、Ｐ21がしきい値に近いほど大
きくなり、悪い特性となる。つまり、変調時に電流値に
対して狙った光強度を正確に得るためには、半導体レー
ザの定格を越えない範囲でできるだけ大きな光強度で光
らせる必要がある。従来は、装置の利用効率に従って光
強度Ｐ21を決めていたため、ドループ特性のよい領域で
半導体レーザを用いることが出来なかった。
【００１５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、構造
が複雑にならず、安価に解像度の高い走査光学装置を提
供することにある。
になされたものであり、その目的とするところは、構造
が複雑にならず、安価に解像度の高い走査光学装置を提
供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の走査光学装置は、光源と、前記光源からの光
束を偏向走査するための偏向器と、画像を形成するため
の感光体と、前記光源からの光束を前記感光体に集光す
るための集光手段とを備え、前記光源と前記偏向器との
間に、前記光束の中心を含む一部を遮蔽するための絞り
手段を備えていることを特徴とする。
に本発明の走査光学装置は、光源と、前記光源からの光
束を偏向走査するための偏向器と、画像を形成するため
の感光体と、前記光源からの光束を前記感光体に集光す
るための集光手段とを備え、前記光源と前記偏向器との
間に、前記光束の中心を含む一部を遮蔽するための絞り
手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
【作用】前記の構成を有する本発明の走査光学装置は、
光源からの光束を絞り手段によって中心部が抜けた光束
に変換した後、偏向器で偏向走査し、集光レンズで感光
体上に照射露光している。
光源からの光束を絞り手段によって中心部が抜けた光束
に変換した後、偏向器で偏向走査し、集光レンズで感光
体上に照射露光している。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。尚その説明中、従来と同じ要素には
同じ符号をつけて説明する。
参照して説明する。尚その説明中、従来と同じ要素には
同じ符号をつけて説明する。
【００１９】図１は、本発明による走査光学装置の構成
図である。光源である半導体レーザ１より指向性を持っ
て放射された光束は、コリメートレンズ２を通り略平行
光となる。その後偏向器であるポリゴンミラー３に入射
した光束は、集光レンズ４に向けて反射偏向されてドラ
ム状になった感光体５を照射している。ポリゴンミラー
３は複数の反射面を有し、ある軸を中心として一定速度
で回転しており、１つの反射面に入射した光束を一定角
速度で偏向走査している。
図である。光源である半導体レーザ１より指向性を持っ
て放射された光束は、コリメートレンズ２を通り略平行
光となる。その後偏向器であるポリゴンミラー３に入射
した光束は、集光レンズ４に向けて反射偏向されてドラ
ム状になった感光体５を照射している。ポリゴンミラー
３は複数の反射面を有し、ある軸を中心として一定速度
で回転しており、１つの反射面に入射した光束を一定角
速度で偏向走査している。
【００２０】集光レンズ４は、偏向走査された光束を感
光体５上に微小スポットで照射するよう集光すると共
に、一定角速度で偏向走査された光束を感光体上で線速
度一定の直線走査に変換するｆθ特性を有している。図
示しない変調手段により画像信号に応じた変調を受けた
光束は、ドラムの中心を軸として回転する感光体５をラ
スタ走査することで、感光体５上に２次元の静電線像を
形成する。コリメートレンズ２とポリゴンミラー３との
間には絞り６が配設されており、コリメートレンズ２を
通り略平行光となった光束を所望の大きさに絞った後ポ
リゴンミラー３に導いている。
光体５上に微小スポットで照射するよう集光すると共
に、一定角速度で偏向走査された光束を感光体上で線速
度一定の直線走査に変換するｆθ特性を有している。図
示しない変調手段により画像信号に応じた変調を受けた
光束は、ドラムの中心を軸として回転する感光体５をラ
スタ走査することで、感光体５上に２次元の静電線像を
形成する。コリメートレンズ２とポリゴンミラー３との
間には絞り６が配設されており、コリメートレンズ２を
通り略平行光となった光束を所望の大きさに絞った後ポ
リゴンミラー３に導いている。
【００２１】図２は、本発明の第１の実施例で用いる絞
り６の形状を示す構造図である。図中斜線部が開口１０
１であり、ξ軸方向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂ
とする矩形の窓を有する絞りの中心を、ξ軸方向の幅が
２ａ'である遮蔽部が覆っている構造をしている。即ち
略平行光となった光束は、この絞り６を通過した後中心
部が抜けた光束に変換される。この絞り６を通過した光
束が集光レンズ４により感光体５上に結ぶスポットの強
度分布は、ξ軸方向に注目すると次式で示される。
り６の形状を示す構造図である。図中斜線部が開口１０
１であり、ξ軸方向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂ
とする矩形の窓を有する絞りの中心を、ξ軸方向の幅が
２ａ'である遮蔽部が覆っている構造をしている。即ち
略平行光となった光束は、この絞り６を通過した後中心
部が抜けた光束に変換される。この絞り６を通過した光
束が集光レンズ４により感光体５上に結ぶスポットの強
度分布は、ξ軸方向に注目すると次式で示される。
【００２２】
【数４】
【００２３】
【数５】
【００２４】
【数６】
【００２５】ここでｘは感光体５上の主走査方向の座
標、Ｉ0はスポットの中心強度、λは半導体レーザ１の
波長、ｆ2は集光レンズ４の焦点距離である。窓全体の
幅２ａと遮蔽部の幅２ａ'との比をβとしてβ＝ａ'／ａ
をパラメータにすると、βが大きいほど感光体５上のス
ポット径は小さくなる。図３は、上式に基づいて求めた
感光体５上のスポットの強度分布を示す図である。
標、Ｉ0はスポットの中心強度、λは半導体レーザ１の
波長、ｆ2は集光レンズ４の焦点距離である。窓全体の
幅２ａと遮蔽部の幅２ａ'との比をβとしてβ＝ａ'／ａ
をパラメータにすると、βが大きいほど感光体５上のス
ポット径は小さくなる。図３は、上式に基づいて求めた
感光体５上のスポットの強度分布を示す図である。
【００２６】中心強度Ｉ0を１に規格化して表示してあ
るため、一般的に中心強度の１３．５％での直径で定義
しているスポット径は、縦軸Ｉが０．１３５となるＩe
で横線をひいてグラフと交わる２点の間隔で表される。
β＝０とは従来例での遮蔽部が無いときの強度分布であ
り、β＝１に近づくほどスポット径は小さくなる。即ち
中心部をより多く遮蔽するほど感光体上に小さなスポッ
トが形成されるのであるが、図３で分かるようにサイド
ローブの強度が上昇するため、感光体の感度によっては
逆に解像度が劣化する可能性もある。サイドローブの中
心位置ｘ1は、
るため、一般的に中心強度の１３．５％での直径で定義
しているスポット径は、縦軸Ｉが０．１３５となるＩe
で横線をひいてグラフと交わる２点の間隔で表される。
β＝０とは従来例での遮蔽部が無いときの強度分布であ
り、β＝１に近づくほどスポット径は小さくなる。即ち
中心部をより多く遮蔽するほど感光体上に小さなスポッ
トが形成されるのであるが、図３で分かるようにサイド
ローブの強度が上昇するため、感光体の感度によっては
逆に解像度が劣化する可能性もある。サイドローブの中
心位置ｘ1は、
【００２７】
【数７】
【００２８】であり、そこでの強度Ｉ1は、
【００２９】
【数８】
【００３０】
【数９】
【００３１】である。極端にβ＝１に近づけるとＩ1＝
Ｉ0となって、サイドローブがスポットの中心と肩を並
べることになる。現実的には、感光体５の感度に対して
露光しても画像に現れない光強度の値を最低露光強度と
すると、Ｉ1がその最低露光強度より低くなる範囲でβ
を設定する必要がある。実用的にはＩ1＜Ｉ0／２とする
ことが多く、βの値は０．３９以下とするのが適切であ
る。
Ｉ0となって、サイドローブがスポットの中心と肩を並
べることになる。現実的には、感光体５の感度に対して
露光しても画像に現れない光強度の値を最低露光強度と
すると、Ｉ1がその最低露光強度より低くなる範囲でβ
を設定する必要がある。実用的にはＩ1＜Ｉ0／２とする
ことが多く、βの値は０．３９以下とするのが適切であ
る。
【００３２】絞り６の開口の形状は上述した矩形に限ら
れるものではなく、外周が円または楕円でも良く、欲し
いスポット形状に合わせて任意の形状を決めれば良いの
である。さらに、遮蔽部の形状も、主走査方向に幅を持
っているだけに限らず副走査方向に幅を持った形状でも
良く、二次元的に幅を持たせた形状でも良い。
れるものではなく、外周が円または楕円でも良く、欲し
いスポット形状に合わせて任意の形状を決めれば良いの
である。さらに、遮蔽部の形状も、主走査方向に幅を持
っているだけに限らず副走査方向に幅を持った形状でも
良く、二次元的に幅を持たせた形状でも良い。
【００３３】図４は、本発明の第２の実施例で用いる絞
り６の形状を示す構造図である。開口１０２は、ξ軸方
向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂとする楕円の窓を
有する絞り６の中心を、ξ軸方向の幅が２ａ'である遮
蔽部が覆っている構造をしている。遮蔽部が無いとした
時、この絞り６を通過した光束が集光レンズ４により感
光体５上に結ぶスポットの強度分布は、感光体５上の主
走査方向の座標をｘ副走査方向の座標をｙとすると、次
式で示される。
り６の形状を示す構造図である。開口１０２は、ξ軸方
向の長さを２ａη軸方向の長さを２ｂとする楕円の窓を
有する絞り６の中心を、ξ軸方向の幅が２ａ'である遮
蔽部が覆っている構造をしている。遮蔽部が無いとした
時、この絞り６を通過した光束が集光レンズ４により感
光体５上に結ぶスポットの強度分布は、感光体５上の主
走査方向の座標をｘ副走査方向の座標をｙとすると、次
式で示される。
【００３４】
【数１０】
【００３５】
【数１１】
【００３６】
【数１２】
【００３７】ここでは主走査方向にのみ遮蔽部が覆って
いるため、ｘ方向の強度分布が第１の実施例で説明した
のと同様に、β＝ａ'／ａとしてβが１に近づくほどス
ポット径が小さくなる性質を示す。
いるため、ｘ方向の強度分布が第１の実施例で説明した
のと同様に、β＝ａ'／ａとしてβが１に近づくほどス
ポット径が小さくなる性質を示す。
【００３８】図５は、本発明の第３の実施例で用いる絞
り６の形状を示す構造図である。開口１０３は、第２の
実施例と同様な楕円の窓の中心を、ξ軸方向の幅が２ａ
'η軸方向の幅が２ｂ'である楕円の遮蔽部が覆っている
構造をしている。この構造を実現するために、例えばガ
ラスのような透明な基体の上にカーボン等の不透明物質
でマスクを付けたものを、絞り６として用いている。こ
の構造により、感光体５上でのスポット形状は２次元的
に制御でき、設計の自由度が高くなる。
り６の形状を示す構造図である。開口１０３は、第２の
実施例と同様な楕円の窓の中心を、ξ軸方向の幅が２ａ
'η軸方向の幅が２ｂ'である楕円の遮蔽部が覆っている
構造をしている。この構造を実現するために、例えばガ
ラスのような透明な基体の上にカーボン等の不透明物質
でマスクを付けたものを、絞り６として用いている。こ
の構造により、感光体５上でのスポット形状は２次元的
に制御でき、設計の自由度が高くなる。
【００３９】遮蔽部の大きさを決めるのは、感光体の感
度特性から要求される変調度を実現するための利用効率
である。再び図６を用いて説明すると、要求される変調
度を満たす露光量は点灯時でＥ21消灯時でＥ22である
が、図中β＝β1で示したグラフが本発明での特性とな
り、その時の駆動電流値はｉ11およびｉ12である。この
駆動電流値ｉ11において感光体上に照射される露光量が
Ｅ21となる利用効率γ1は、一義的に決定される。β＝
０の時駆動電流ｉ11での光強度がＰ11であったとした
ら、利用効率をＰ21／Ｐ11だけ低下させるβの値を採用
すれば良い。例えばβ＝β1の時がその値を満足するの
であれば、図中β＝β1のグラフとなる。この時光強度
Ｐ22を得る駆動電流はｉ12である。当然ながら、傾きが
急峻な領域を多く利用しているほうが変調幅を小さくで
き、
度特性から要求される変調度を実現するための利用効率
である。再び図６を用いて説明すると、要求される変調
度を満たす露光量は点灯時でＥ21消灯時でＥ22である
が、図中β＝β1で示したグラフが本発明での特性とな
り、その時の駆動電流値はｉ11およびｉ12である。この
駆動電流値ｉ11において感光体上に照射される露光量が
Ｅ21となる利用効率γ1は、一義的に決定される。β＝
０の時駆動電流ｉ11での光強度がＰ11であったとした
ら、利用効率をＰ21／Ｐ11だけ低下させるβの値を採用
すれば良い。例えばβ＝β1の時がその値を満足するの
であれば、図中β＝β1のグラフとなる。この時光強度
Ｐ22を得る駆動電流はｉ12である。当然ながら、傾きが
急峻な領域を多く利用しているほうが変調幅を小さくで
き、
【００４０】
【数１３】
【００４１】の関係が成り立ち、回路構成を簡略化でき
る。点灯時の駆動電流値ｉ11は、半導体レーザの定格の
６割が一般的な目安であり、寿命と発振の安定性とを兼
ね合わせて考慮すれば良い。
る。点灯時の駆動電流値ｉ11は、半導体レーザの定格の
６割が一般的な目安であり、寿命と発振の安定性とを兼
ね合わせて考慮すれば良い。
【００４２】この様に、より大きな光強度で半導体レー
ザを用いることで、前記ドループ特性が改善されるので
ある。再び図９を用いて説明すると、駆動電流ｉをｉ12
からｉ11の間で変調すると光強度Ｐは従来例同様一旦Ｐ
a’まで上昇した後Ｐ11に漸近しＰ12に低下するが、
Ｐa’とＰ11との差はＰaとＰ21との差ほど大きくなら
ず、安定した露光量を得ることが出来るのである。ここ
で、前記利用効率を得るためには必ずしも遮蔽部が１箇
所である必要はなく、前記開口が複数個並んだ形状であ
ってもよい。
ザを用いることで、前記ドループ特性が改善されるので
ある。再び図９を用いて説明すると、駆動電流ｉをｉ12
からｉ11の間で変調すると光強度Ｐは従来例同様一旦Ｐ
a’まで上昇した後Ｐ11に漸近しＰ12に低下するが、
Ｐa’とＰ11との差はＰaとＰ21との差ほど大きくなら
ず、安定した露光量を得ることが出来るのである。ここ
で、前記利用効率を得るためには必ずしも遮蔽部が１箇
所である必要はなく、前記開口が複数個並んだ形状であ
ってもよい。
【００４３】本発明は前記実施例にのみ留まらず、コリ
メートレンズと偏向器との間に副走査方向にのみ集束効
果を持つシリンドリカルレンズを配設し、集光レンズに
副走査方向の屈折力を持たせたいわゆる面倒れ補正光学
系であっても良く、上記効果は同等に発生する。さらに
例えば光源がガスレーザ等の指向性を持って光束を放射
するレーザーであっても良く、あるいは偏向器がガルバ
ノミラー等の反射面を一定周期の時間で振るミラーであ
っても良く、あるいは透明媒質内に進行波を伝搬させた
音響光学素子に外部からノコギリ波状の変調信号を入力
して偏向方向を走査させたものでも良い。その他前記構
成と同等の効果を示す変形も含まれるものである。
メートレンズと偏向器との間に副走査方向にのみ集束効
果を持つシリンドリカルレンズを配設し、集光レンズに
副走査方向の屈折力を持たせたいわゆる面倒れ補正光学
系であっても良く、上記効果は同等に発生する。さらに
例えば光源がガスレーザ等の指向性を持って光束を放射
するレーザーであっても良く、あるいは偏向器がガルバ
ノミラー等の反射面を一定周期の時間で振るミラーであ
っても良く、あるいは透明媒質内に進行波を伝搬させた
音響光学素子に外部からノコギリ波状の変調信号を入力
して偏向方向を走査させたものでも良い。その他前記構
成と同等の効果を示す変形も含まれるものである。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、光源からの光束を絞り手段によって中
心部が抜けた光束に変換した後、偏向器で偏向走査し、
集光レンズで感光体上に照射露光するだけの簡単な構造
で、安価に解像度の高い走査光学装置を得ることが出来
る。
本発明によれば、光源からの光束を絞り手段によって中
心部が抜けた光束に変換した後、偏向器で偏向走査し、
集光レンズで感光体上に照射露光するだけの簡単な構造
で、安価に解像度の高い走査光学装置を得ることが出来
る。
【図１】本発明を実施した走査光学装置の構成図であ
る。
る。
【図２】第１の実施例で用いる絞りの構造図である。
【図３】感光体上のスポットの強度分布を示す図であ
る。
る。
【図４】第２の実施例で用いる絞りの構造図である。
【図５】第３の実施例で用いる絞りの構造図である。
【図６】駆動電流と露光量との関係を示す特性図であ
る。
る。
【図７】従来装置の構成図である。
【図８】従来例での絞りの構造図である。
【図９】半導体レーザの変調特性を示す特性図である。
１ 半導体レーザ ３ ポリゴンミラー ４ 集光レンズ ５ 感光体 ６ 絞り
Claims (10)
- 【請求項１】 光源と、前記光源からの光束を偏向走査
するための偏向器と、画像を形成するための感光体と、
前記光源からの光束を前記感光体に集光するための集光
手段とを備える装置であり、 前記光源と前記偏向器との間に配設され、前記光束の中
心を含む一部を遮蔽するための絞り手段を備えたことを
特徴とする走査光学装置。 - 【請求項２】 前記光源が、指向性を持って光束を放射
するレーザであることを特徴とする請求項１に記載の走
査光学装置。 - 【請求項３】 前記光源が、半導体レーザであることを
特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項４】 前記偏向器が、反射面を一定周期の時間
で振るミラーであることを特徴とする請求項１に記載の
走査光学装置。 - 【請求項５】 前記偏向器が、複数の反射面を一定速度
で回転させるポリゴンミラーであることを特徴とする請
求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項６】 前記偏向器が、透明媒質内に進行波を伝
搬させた音響光学素子であることを特徴とする請求項１
に記載の走査光学装置。 - 【請求項７】 前記絞り手段が、光束を通過させる開口
を複数個並べた部材であることを特徴とする請求項１に
記載の走査光学装置。 - 【請求項８】 前記開口が、矩形開口であることを特徴
とする請求項７に記載の走査光学装置。 - 【請求項９】 前記開口が、楕円形状の一部を有した開
口であることを特徴とする請求項７に記載の走査光学装
置。 - 【請求項１０】 前記絞り手段が、透明の基体に開口を
設けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の走査光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31774193A JP3261244B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 走査光学装置 |
| US08/651,574 US5748352A (en) | 1993-12-17 | 1996-05-22 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31774193A JP3261244B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 走査光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07175002A true JPH07175002A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3261244B2 JP3261244B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=18091522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31774193A Expired - Fee Related JP3261244B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 走査光学装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5748352A (ja) |
| JP (1) | JP3261244B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012045941A (ja) * | 2011-10-20 | 2012-03-08 | Brother Industries Ltd | 画像形成装置 |
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- 1993-12-17 JP JP31774193A patent/JP3261244B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-05-22 US US08/651,574 patent/US5748352A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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