JPH09197314A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角
度を付けて光ビームを入射する構成の光学走査装置を、
容易かつ精度良く製造できるようにする。 【解決手段】 第１の折返ミラー18は、ＬＤ14から射出
されコリメータレンズ16を介して入射される光ビームに
対し、主走査方向に相当する方向及び副走査方向に相当
する方向に沿って傾斜されており、第１の折返ミラー18
で反射された光ビームは座標が回転する。一方、シリン
ダレンズ22は第１の折返ミラー18と回転多面鏡との間
に、母線が基準平面24に平行となる向きで基準平面24上
に設けられており、回転多面鏡の反射面に結像される線
状の像の長軸方向の向きは主走査方向と平行になると共
に、基準面を傾斜させる必要がないので、光学走査装置
の筐体を高精度かつ容易に製造することができ、シリン
ダレンズ22の取付位置の誤差も生じにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学走査装置に係
り、特に、レーザプリンタやデジタル複写機等に適用可
能な光学走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやデジタル複写機に適用
される光学走査装置の一例として、特開平 6-18803号公
報には、回転多面鏡に対し、回転多面鏡によって偏向さ
れた光ビームによって形成される偏向平面内における偏
向範囲の側方から光ビームを入射するようにした光学走
査装置が開示されている。しかし、この入射方式では、
回転多面鏡の反射面に投影される光ビームの幅が実際の
光ビームの幅よりも入射角度分大きくなるので、回転多
面鏡の反射面幅を大きくする必要があり、回転多面鏡の
径が大きくなることによって回転多面鏡の重量が増加
し、回転多面鏡を回転させるモータに加わる負荷が大き
い。

【０００３】このため、回転多面鏡の面幅を回転多面鏡
に入射される光ビームの幅よりも小さくした、所謂オー
バフィルド(OverFilled)タイプの光学走査装置が従来よ
り知られている（特願平6-315091号等）。しかし、オー
バフィルドタイプの光学走査装置では、回転多面鏡で偏
向された光ビームのＦナンバーが偏向角度によって変化
するため、感光体ドラム等の被走査面上において主走査
方向に沿った光ビームのビーム径や光量のばらつきが大
きいという問題がある。

【０００４】上記問題を解決する技術として、特開昭52
-111735 号公報には、回転多面鏡に対し、主走査方向に
ついては正面でかつ副走査方向については角度を付けて
光ビームを入射する方式（以下、正面入射と称する）が
開示されている。また上記公報には、正面入射におい
て、回転多面鏡に対する副走査方向に沿った光ビームの
入射角度についての制約を解消するために、光ビームが
ｆθレンズを透過して回転多面鏡に入射され、回転多面
鏡で反射された光ビームが再びｆθレンズを透過するよ
うにした、所謂ダブルパスの構成も提案されている。

【０００５】前述したように、正面入射方式では、回転
多面鏡に対し副走査方向に角度を付けて（回転多面鏡に
よって偏向された光ビームの光路を含む平面に対し副走
査方向に沿って光路が傾斜した）光ビームが入射され
る。この副走査方向に沿って光路が傾斜した光ビームに
対する光学素子の配置について、特開平4-317022号公報
には、該公報の図６及び図７にも示されているように、
光源と回転多面鏡との間の光学系を構成する各光学素子
を、回転多面鏡に対し副走査方向に沿って傾斜した同一
平面に沿って配置することが記載されている。

【０００６】また、特開昭47-37445号公報には、該公報
の第２図及び第３図にも示されているように、光源、第
１の折返ミラー、第１のシリンダレンズを回転多面鏡の
反射面と直交する水平な基準面上に配置することによ
り、光源から第１の折返ミラーを介して第１のシリンダ
レンズに至る光路を前記基準面と平行とし、第１のシリ
ンダレンズの光ビーム射出側に、入射される光ビームに
対し主走査方向及び副走査方向に沿って反射面を傾斜さ
せた第２の折返ミラーを設け、この第２の折返ミラーに
より光ビームの光路を基準面（及び回転多面鏡の反射
面）に対し副走査方向に傾斜させることが記載されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光学走査装
置の回転多面鏡は、回転軸が鉛直方向に沿うように配置
することが好ましく、この回転多面鏡及び各光学素子が
取付けられる筐体の基準面も、回転多面鏡の反射面と直
交している（すなわち水平である）ことが、筐体の製造
上好ましい。これに対し、先の特開平4-317022号公報は
各光学素子を取付ける基準面を傾斜させる必要があるの
で、高精度に筐体を製造することは困難である。また、
傾斜した基準面に各光学素子を取付けるので、光学素子
の組付位置の誤差が生じ易いという問題もある。

【０００８】一方、特開昭47-37445号公報では、各光学
素子を水平な基準面上に配置するので上述した問題は生
じないが、光ビームの光路を基準面に対して傾斜させる
ために、入射される光ビームに対し主走査方向及び副走
査方向に沿って反射面を傾斜させたミラー（第２の折返
ミラー）を設ける必要が生ずる。上記のように傾斜させ
たミラーにより光ビームを反射させると、光ビームの座
標の回転が生ずる。

【０００９】この座標の回転について図１０を参照して
説明する。図１０（Ａ）は入射される光ビームに対し、
折返ミラー９８の反射面を主走査方向に相当する方向に
沿ってのみ角度α傾けた場合を示し、図１０（Ｂ）は
（Ａ）に対し折返ミラー９８の反射面を更に副走査方向
に相当する方向にも角度β傾けた場合を示している。こ
こで、折返ミラー９８に入射される光ビームに対し、図
１０に矢印で示すように水平方向に沿いかつ光軸に直交
する座標軸Ｘ及び鉛直方向に沿いかつ光軸に直交する座
標軸Ｙを設定すると、図１０（Ｂ）では、折返ミラー９
８で反射された後の光ビームの座標軸Ｘ、座標軸Ｙが水
平方向及び鉛直方向に沿っておらず、座標軸Ｘ、座標軸
Ｙが光軸を中心として回転していることが理解できる。

【００１０】特開昭47-37445号公報では、第１のシリン
ダレンズにより光ビームを回転多面鏡の反射面に線状の
像として結像させているが、先に説明した第２の折返ミ
ラーが第１のシリンダレンズの光ビーム射出側に配置さ
れているので、第２の折返ミラーにより反射した光ビー
ムの座標が回転することにより、回転多面鏡の反射面に
は斜めに傾いた線像が結像されることになり、被走査面
上に結像される光ビームのビーム径が増大してしまうと
いう問題があった。これを解決するためには、折返ミラ
ーによる座標の回転分だけシリンダレンズを傾けて取付
けることが考えられるが、この場合も筐体の基準面を斜
めにする必要が生ずる。

【００１１】また、光学系の他の性能を満足するため、
或いは光学走査装置を取付ける画像形成装置内のレイア
ウトの変更等に伴って、回転多面鏡への副走査方向に沿
った光ビームの入射角度を変更する必要が生じた場合、
折返ミラーの反射面の副走査方向に沿った傾斜角度を変
更する必要があるが、これに伴って折返ミラーによる座
標の回転量が変化するので、シリンダレンズの傾斜角
度、すなわち基準面の傾斜角度を変更する必要がある、
という問題があった。

【００１２】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度を付
けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、容易か
つ精度良く製造することができる光学走査装置を得るこ
とが目的である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、光源と、入射された光束を所
定方向に沿って偏向する偏向手段と、光束に対し光軸を
中心として回転非対称な作用を及ぼす回転非対称光学系
を含んで構成され、前記光源から入射された光束を前記
偏向手段に結像させる第１の光学系と、前記偏向手段に
よって偏向された光束を被走査面上に結像させる第２の
光学系と、を備えた光学走査装置であって、前記第１の
光学系は、入射光束に対し反射面が偏向手段による偏向
方向に相当する第１の方向及び該第１の方向に直交する
第２の方向に沿って傾斜されて配置され、偏向手段によ
り偏向された光束の光路を含む平面に対して傾斜した角
度で偏向手段に光束を入射させるための第１の折返ミラ
ーを備えており、前記回転非対称光学系が前記第１の折
返ミラーと偏向手段との間に配置されていることを特徴
としている。

【００１４】なお、上記の回転非対称光学系としては、
請求項４に記載したシリンダレンズやシリンダミラー等
のアナモルフィク光学系、回転非対称のアパーチャ等が
挙げられる。

【００１５】請求項１記載の発明では、偏向手段により
偏向された光束の光路を含む平面に対して傾斜した角度
で偏向手段に光束を入射させるために、入射光束に対し
反射面が偏向手段による偏向方向に相当する第１の方向
及び該第１の方向に直交する第２の方向に沿って傾斜さ
れて配置された第１の折返ミラーを設けており、この第
１の折返ミラーで反射された光束は、入射光束に対して
座標が回転することになるが、回転非対称光学系を第１
の折返ミラーと偏向手段との間、すなわち光束の進行方
向に沿って第１の折返ミラーよりも下流側に設けている
ので、回転非対称光学系により光軸を中心として回転非
対称な作用が及ぼされた光束が、座標が回転されること
なく偏向手段に入射されることになる。

【００１６】これにより、例えば回転非対称光学系とし
て、入射された光束を偏向手段に線状に結像させるシリ
ンダレンズ等のアナモルフィック光学系を適用した場合
には、アナモルフィック光学系のパワーを有する方向が
偏向手段による偏向方向に直交するようにアナモルフィ
ック光学系を配置すれば、アナモルフィック光学系を透
過した光束は、偏向手段による偏向方向に平行な線状像
として偏向手段に結像されることになる。

【００１７】従って、第１の折返ミラーによる光束の座
標の回転に応じて回転非対称光学系を傾斜させて配置す
る必要はなく、回転非対称光学系を、第１の折返ミラー
により回転する光束の座標とは無関係に、製造及び組付
けが容易かつ高精度で行えるように、例えば請求項２に
記載したように水平な基準面上に配置することができ
る。これにより、光学走査装置の筐体を高精度に製造す
ることが容易になると共に、回転非対称光学系の組付位
置に誤差が生じにくくなる。従って、請求項１の発明に
よれば、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度
を付けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、容
易かつ精度良く製造できる光学走査装置が得られる。

【００１８】また、光学走査装置内部のレイアウトの都
合上等の理由により、回転非対称光学系と偏向手段との
間に第２の折返ミラーを設ける必要が生じた場合にも、
請求項３に記載したように、この第２の折返ミラーを水
平な基準面上に、該基準面に対して垂直に（反射面を第
２の方向に沿って傾斜させずに）取付ければ、第２の折
返ミラーでは光ビームの座標の回転が生じないので、回
転非対称光学系を水平な基準面上に配置することができ
る。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３の何れかの発明において、回転非対称光学系はシリ
ンダレンズであり、前記シリンダレンズに対し光束の光
軸がシリンダレンズの母線上に入射されるように構成し
たことを特徴としている。

【００２０】前述したように、回転非対称光学系を第１
の折返ミラーと偏向手段との間に設けた場合、回転非対
称光学系には、第２の方向（基準面と直交する方向）に
沿って傾斜した角度で光束が入射される。このとき、回
転非対称光学系がシリンダレンズであった場合には、シ
リンダレンズへの光束の入射位置によっては、光束の光
軸の第２の方向に沿った角度が、シリンダレンズを透過
することにより変化する。

【００２１】これに対し請求項４の発明では、回転非対
称光学系としてのシリンダレンズに対し、光束の光軸が
シリンダレンズの母線上に入射されるように構成してい
るので、シリンダレンズを透過した光束の光軸は第２の
方向に沿って平行移動するのみであり、シリンダレンズ
を透過した光束の光軸の第２の方向に沿った角度が変化
することを防止でき、回転非対称光学系としてシリンダ
レンズを用いた場合にも、偏向手段に入射される光束の
第２の方向に沿った傾斜角度を、第１の折返ミラーの反
射面の傾斜角度のみによって定まる一定の角度とするこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。

【００２３】〔第１実施形態〕図１には、本第１実施形
態に係る光学走査装置１０が示されている。光学走査装
置１０の図示しない筐体の一端側には、本発明の偏向手
段としての回転多面鏡１２が配置されている。

【００２４】回転多面鏡１２は正多角柱状とされ、その
側面には複数の反射面が形成されている。回転多面鏡１
２は、鉛直方向に沿って延びる回転軸Ｏを中心として、
図示しないモータ等の駆動手段により所定の角速度で回
転される。この回転多面鏡１２の回転に伴い、回転多面
鏡１２の反射面に入射された光ビームは、反射面で反射
されると共に等角速度で偏向される。なお、以下では回
転多面鏡１２による光ビームの偏向方向を主走査方向、
主走査方向に直交する方向を副走査方向と称する。

【００２５】一方、図示しない筐体の他端側には、本発
明の光源としてのレーザダイオード１４（以下、ＬＤ１
４と称する）が配置されており、ＬＤ１４の光ビーム射
出側にはコリメータレンズ１６が配置されている。ＬＤ
１４は図示しないドライバに接続されており、前記ドラ
イバにより画像信号に応じてオンオフ制御される。コリ
メータレンズ１６の光ビーム射出側には、回転多面鏡１
２の正面（主走査方向に沿った走査範囲の中央）に対応
する位置に、第１の折返ミラー１８が配置されている。

【００２６】なおＬＤ１４から第１の折返ミラー１８に
至る光ビームの光路は、図２（Ｂ）に示すように図示し
ない筐体の底部に形成された基準平面２０（回転多面鏡
１２の回転軸と直交する平面、すなわち水平面）と平行
とされており、ＬＤ１４、コリメータレンズ１６及び第
１の折返ミラー１８は基準平面２０上に取付けられてい
る（ＬＤ１４はＬＤ１４を覆うケーシング１４Ａを介し
て基準平面２０に取付けられており、コリメータレンズ
１６は図示しないレンズホルダを介して基準平面２０に
取付けられている）。

【００２７】第１の折返ミラー１８は、入射される光ビ
ームに対し、回転多面鏡１２による主走査方向に相当す
る方向及び主走査方向に直交する副走査方向に相当する
方向に各々沿って傾斜されており、本発明の第１の折返
ミラーに対応している。第１の折返ミラー１８に入射さ
れた光ビームは、光軸の向きが、主走査方向に相当する
方向に沿って略９０°変更されると共に、副走査方向に
相当する方向に沿って若干下向き（光軸が筐体の底部に
徐々に近接する向き：図２（Ｃ）参照）に変更されて、
回転多面鏡１２へ向けて射出される。

【００２８】第１の折返ミラー１８と回転多面鏡１２と
の間には、本発明の回転非対称光学系としてのシリンダ
レンズ２２が配置されている。シリンダレンズ２２は、
図示しない筐体の底部に形成された基準平面２４（回転
多面鏡１２の回転軸と直交する平面、すなわち水平面）
上に、母線が基準平面２４に平行となる向きで、かつ第
１の折返ミラー１８から射出された光ビームの光軸が母
線上に入射されるように取付けられている。シリンダレ
ンズ２２を透過した光ビームは、図２（Ａ）及び（Ｃ）
に示すように副走査方向にのみ収束され、回転多面鏡１
２の正面より、回転多面鏡１２によって偏向されて射出
された光ビームによって形成される主走査面に対して副
走査方向に沿って傾斜した角度で回転多面鏡１２に入射
され（所謂正面入射）、主走査方向に長い線像として回
転多面鏡１２の反射面に結像される。

【００２９】なお、図２では図示を省略しているが、図
１に示すように、シリンダレンズ２２と回転多面鏡１２
との間にはｆθレンズ２６が配置されており、シリンダ
レンズ２２から射出された光ビームは、ｆθレンズ２６
を透過して回転多面鏡１２の反射面に入射され、回転多
面鏡１２によって反射・偏向されて再びｆθレンズ２６
に入射される（所謂ダブルパス）。

【００３０】ｆθレンズ２６の光ビーム射出側には平面
ミラー２８が配置されており、平面ミラー２８の光ビー
ム射出側には、副走査方向にのみパワーを有し回転多面
鏡１２の面倒れ補正を行うためのシリンダミラー３０が
配置されている。また、シリンダミラー３０の光ビーム
射出側には、図示しない筐体に設けられた光ビームが通
過するための開口が位置しており、この開口には筐体内
への塵埃の侵入を防止するためのウインドウ３２が取付
けられている。ｆθレンズ２６を透過した光ビームは、
平面ミラー２８、シリンダミラー３０で順に反射され、
ウインドウ３２を透過して筐体の外部へ射出される。

【００３１】また、光学走査装置１０の下方側には感光
体ドラム３４が配置されており、ウインドウ３２を透過
した光ビームは、前述したｆθレンズ２６の作用によ
り、感光体ドラム３４の周面（被走査面）に光スポット
として結像されると共に、感光体ドラム３４の周面上を
一定速度で走査される。感光体ドラム３４は図示しない
モータの駆動力が伝達されて回転される。この感光体ド
ラム３４の回転により副走査が行われ、感光体ドラム３
４の周面上に画像（潜像）が形成される。

【００３２】次に本第１実施形態の作用を説明する。本
第１実施形態では、第１の折返ミラー１８が、入射され
る光ビームに対し、主走査方向に相当する方向及び副走
査方向に相当する方向に各々沿って傾斜されているの
で、この第１の折返ミラー１８で反射された光ビームは
座標が回転することになるが、回転非対称光学系として
のシリンダレンズ２２を、第１の折返ミラー１８と回転
多面鏡１２との間に、母線が基準平面２４に平行となる
向きで基準平面２４上に設けているので、回転多面鏡１
２の反射面に結像される線状の像の長軸方向の向きは基
準平面２４と平行、すなわち主走査方向と平行になると
共に、基準面を傾斜させる必要がないので、筐体を高精
度かつ容易に製造することができ、シリンダレンズ２２
の取付位置の誤差も生じにくい。

【００３３】また、第１の折返ミラー１８から射出され
た光ビームは光軸がシリンダレンズ２２の母線上に入射
されるので、シリンダレンズ２２を透過した光ビームの
光軸は副走査方向に相当する方向に沿って平行移動する
のみであり、シリンダレンズ２２を透過した光ビームの
光軸の副走査方向に相当する方向に沿った角度が変化す
ることを防止でき、回転多面鏡１２に入射される光ビー
ムの副走査方向に沿った傾斜角度を、第１の折返ミラー
１８の反射面の傾斜角度のみによって定まる一定の角度
とすることができる。

【００３４】なお、上記ではＬＤ１４と回転多面鏡１２
との間に単一の折返ミラー（第１の折返ミラー１８）を
設けた場合を例に説明したが、また、光学走査装置１０
内部のレイアウトの都合上等の理由により、シリンダレ
ンズ２２と回転多面鏡１２との間に折返ミラーを更に設
ける必要が生ずることも考えられる。このような場合に
は、図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、シリンダレン
ズ２２と回転多面鏡１２との間に配置すべき第２の折返
ミラー３８（本発明の第２の折返ミラーに対応）を、筐
体の底部に形成された水平な基準平面４０（回転多面鏡
１２の回転軸と直交する平面）に対して反射面が垂直と
なるように、基準平面４０上に取付ける。これにより、
第２の折返ミラー３８で反射された光ビームの座標が回
転しないので、図２と同様に、シリンダミラー２２を水
平な基準平面２４上に配置することができる。

【００３５】〔第２実施形態〕次に本発明の第２実施形
態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分
には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００３６】図４乃至図６に示すように、本第２実施形
態に係る光学走査装置４４では、コリメータレンズ１６
と第１の折返ミラー１８との間に負のパワーを有する球
面レンズ４６が配置されている。ＬＤ１４から発散光と
して射出された光ビームは、コリメータレンズ１６によ
って平行光とされた後に、球面レンズ４６によって再び
発散光とされて第１の折返ミラー１８に入射される。第
１の折返ミラー１８は、球面レンズ４６から入射された
光ビームを、主走査方向に対応する方向に沿って90°、
副走査方向に対応する方向に沿って下向きに 1.2°の角
度を付けて反射するように、主走査方向に対応する方向
及び副走査方向に対応する方向に沿って反射面が傾斜さ
れている。

【００３７】また、第１の折返ミラー１８と回転多面鏡
１２との間には、先に説明した図３と同様に、シリンダ
レンズ２２、第２の折返ミラー３８が順に配置されてい
る。第１実施形態でも説明したように、シリンダレンズ
２２は、母線が基準平面２４に平行となる向きで、かつ
第１の折返ミラー１８から射出された光ビームの光軸が
母線上に入射されるように取付けられている。また、第
２の折返ミラー３８は、基準平面４０に対して垂直に基
準平面４０上に取付けられている。これにより、シリン
ダレンズ２２を透過して第２の折返ミラー３８で反射さ
れた光ビームは、第１の折返ミラー１８から射出された
ときと同じく、副走査方向に対応する方向に沿って下向
きに 1.2°の角度でｆθレンズ２６を介して回転多面鏡
に入射される。

【００３８】なお、上記の光学系において、仮に第２の
折返ミラー３８の反射面を、上述した第１の折返ミラー
１８のように主走査方向に対応する方向及び副走査方向
に対応する方向に各々沿って傾斜させ、第１の折返ミラ
ー１８を基準平面に垂直に取付けたとすると、シリンダ
レンズ２２は光軸を中心に 0.5°傾けて配置する必要が
生ずる。しかし、上記ではシリンダレンズ２２よりもＬ
Ｄ１４側に位置している第１の折返ミラー１８の反射面
を主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する
方向に各々沿って傾斜させているので、シリンダレンズ
２２を傾ける必要はない。

【００３９】本第２実施形態に係る光学走査装置４４で
は、球面レンズ４６及びｆθレンズ２６がビームエキス
パンダの役割を果たし、ポリゴンミラ１２に入射される
光ビームの主走査方向に沿った幅は、回転多面鏡１２の
反射面の面幅よりも大きくされている（所謂オーバフィ
ルドタイプ）。

【００４０】また本第２実施形態では、図６にも示すよ
うに、ｆθレンズ２６を副走査方向に沿って下向きに４
°傾けている。これは、回転多面鏡１２へ向かう光ビー
ムがｆθレンズ２６に入射する際に、光ビームの一部が
反射されることにより生ずるゴースト光が感光体ドラム
３４に到達するのを防止するためである。また、ｆθレ
ンズ２６を上記のように傾けることにより、感光体ドラ
ム３４上に結像される光ビームのビーム径の均一性が向
上する。

【００４１】また本第２実施形態に係る光学走査装置４
４は、画像記録の高速化、高解像度化を目的として、光
源として複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（以
下、ＬＤアレイと称する）を適用し、複数本の光ビーム
を同時に走査させて画像を記録することも可能なように
設計されている。

【００４２】すなわち、光源としてＬＤアレイを適用し
た光学系の設計でまず重要となるのが、光学系の副走査
方向の倍率である。ＬＤアレイを用いた走査光学系で
は、ＬＤアレイ上における発光点の間隔を、感光体ドラ
ム上で所定の解像度に合致した間隔に拡大する必要があ
る。例えば25μｍの間隔を空けて配置された２つの発光
点を有するＬＤアレイを用いて解像度400DPI(Dot/Inch)
の画像を記録する場合、光学系の副走査方向の倍率は、 63.5μｍ（400DPIにおけるドットの間隔）÷25μｍ＝2.
54倍 としなければならない。シリンダレンズ２２の焦点距離
は、上記の倍率を考慮して設定されている。

【００４３】また本第２実施形態に係る光学走査装置４
４は、ＬＤアレイの適用を考慮し、光源（図４乃至図６
ではＬＤ１４）から発散光として射出される光ビーム
を、コリメータレンズ１６により一時的に平行光とし、
コリメータレンズ１６の光ビーム射出側に配置された球
面レンズ４６により、再び発散光としている。これは、
ＬＤアレイを適用した際に、複数本の光ビームをなるべ
く平行に近い状態で入射させることを容易に行えるよう
にするためである。

【００４４】図７（Ａ）に示すように、感光体ドラム３
４に入射される２本の光ビームに大きな角度差がある
と、図に実線及び破線で示すように感光体ドラム３４の
位置が取付け誤差等により変化した場合に、感光体ドラ
ム３４の周面上におけるビームの間隔は大きく変化す
る。これに対し、図７（Ｂ）に示すように、感光体ドラ
ム３４に入射される２本のビームが平行であれば、感光
体ドラム３４の位置が変化しても感光体ドラム３４の周
面上におけるビームの間隔は変化しない。

【００４５】コリメータレンズ１６から射出される光ビ
ームは平行光であるので、コリメータレンズ１６と球面
レンズ４６との距離を変化させても、光源と感光体ドラ
ムとの共役関係は変わらず、感光体ドラム上における主
走査方向及び副走査方向に沿った光ビームの結像位置、
感光体ドラム上における２本の光ビームの間隔には全く
影響しない。しかし、光源から平行に射出された複数本
の光ビームの各々が辿る経路は大きく変化する。この複
数本の光ビームの経路の変化について、以下では説明を
簡単にするために、ダブルパスではない光学系（図８参
照）を例に説明する。

【００４６】図８は光学系７０の副走査方向を示してお
り、ＬＤ７２から射出された光ビームが、コリメータレ
ンズ７４で平行光とされ、副走査方向にのみパワーを有
するシリンダレンズ７６によって副走査方向に収束され
て回転多面鏡７８に入射され、回転多面鏡７８で反射・
偏向された光ビームが、副走査方向にのみパワーを有す
るシリンダミラー８０によって再び副走査方向に収束さ
れて感光体ドラム８２に入射される構成となっている
（ｆθレンズや折返ミラー等は図示を省略している）。

【００４７】この光学系７０の光源として、光ビームＡ
及び光ビームＢの２本の平行な光ビームを射出するＬＤ
アレイを適用した場合を図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
なお図９では回転多面鏡の図示も省略している。また、
図９（Ａ）と（Ｂ）の違いは、コリメータレンズ７４と
シリンダレンズ７６との距離のみであり、図９（Ａ）で
はシリンダレンズ７６がコリメータレンズ７４の焦点位
置付近に配置されており、図９（Ｂ）ではシリンダレン
ズ７６がコリメータレンズ７４から所定距離以上離れて
いる。

【００４８】図９において、光源から射出された２本の
光ビームＡ、Ｂはコリメータレンズ７４の焦点位置で交
差する。図９（Ａ）では２本の光ビームがシリンダレン
ズ７６の母線付近に入射されるため、シリンダレンズ７
６で副走査方向に沿った光軸の向きが変更されることは
なく、２本の光ビームＡ、Ｂの副走査方向に沿った間隔
はシリンダミラー８０に入射される迄広がり続けて非常
に大きくなり、シリンダミラー８０で反射された２本の
光ビームＡ、Ｂの前記間隔は、感光体ドラム８２上で所
定の間隔となるように急速に絞り込まれる。

【００４９】これに対し図９（Ｂ）では、コリメータレ
ンズ７４から射出された２本の光ビームが、シリンダレ
ンズ７６の母線から充分離れた位置に入射するため、２
本の光ビームはシリンダレンズ７６によって屈折され、
シリンダレンズ７６を透過した２本の光ビームの副走査
方向に沿った間隔は徐々に小さくなる。そして、シリン
ダミラー８０に入射されるときには、既に前記間隔は小
さくなっているので、感光体ドラム８２への２本の光ビ
ームの入射角度は図９（Ａ）と比較して小さくなる。

【００５０】このように、光源としてＬＤアレイを適用
した場合には、光学系が、光ビームを一時的に平行光の
状態とする構成であることが重要である。第２実施形態
に係る光学走査装置４４は、光源として単一のＬＤ１４
を用いているので、コリメータレンズ１６及び球面レン
ズ４６を単一の他のレンズに置き換え、このレンズとｆ
θレンズ２６とにより、光ビームが主走査方向に長い線
像として回転多面鏡１２に結像されるように構成するこ
とも可能ではあるが、コリメータレンズ１６により光ビ
ームを一時的に平行光の状態とすることにより、光源と
してＬＤアレイを用いた場合であっても、各光学部品の
設計を変更することなく、コリメータレンズ１６と球面
レンズ４６との距離を変更するのみにより、感光体ドラ
ム３４に入射される複数本の光ビームの入射角度の差を
小さくすることが可能となる。

【００５１】なお、レーザダイオードから射出される実
際の光ビームは断面形状が楕円となっている。上記の実
施形態で説明したように、回転多面鏡への光ビームの副
走査方向に沿った入射角度が 1.2°と小さい場合は第１
の折返ミラー１８による光ビームの座標の回転量も小さ
いので、コリメータレンズ１６から射出される光ビーム
の断面形状が真円でなくても問題にならないが、回転多
面鏡への光ビームの副走査方向に沿った入射角度が大き
くなると第１の折返ミラー１８による光ビームの座標の
回転量も大きくなり、光ビームの断面形状が真円でない
ことが問題となってくる可能性はある。このような場合
には、第１の折返ミラー１８による光ビームの座標の回
転量を考慮し、第１の折返ミラー１８による光ビームで
反射された光ビームの断面形状における長軸方向が、主
走査方向又は副走査方向に一致するように、ＬＤ１４の
取付け角度を調整すればよい。これは、ＬＤ１４と第１
の折返ミラー１８との間に回転非対称のアパーチャを配
置する場合にも同様である。

【００５２】また、上記では偏向手段として回転多面鏡
を例に説明したが、ガルバノメータミラー等の他の偏向
手段を適用することも可能である。

【００５３】更に、上記では本発明に係る回転非対称光
学系としてシリンダレンズ２２を例に説明したが、これ
に限定されるものではなく、回転非対称光学系としては
シリンダミラーや回転非対称のアパーチャも含まれる。

【００５４】また、上記では第１の光学系として、正面
入射でダブルパス方式の光学走査装置を例に説明した
が、回転非対称光学系を備え、偏向手段により偏向され
た光束の光路を含む平面に対して傾斜した角度で偏向手
段に光束を入射する光学走査装置であれば本発明を適用
可能であることは言うまでもない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、偏向手段に対し偏向方向と直交する方向に角度を付
けて光ビームを入射する構成であるにも拘らず、光学走
査装置を容易かつ精度良く製造することができる、とい
う優れた効果を有する。

【００５６】請求項３記載の発明は、上記効果に加え、
回転非対称光学系と偏向手段との間に更に折返ミラーを
設ける必要が生じた場合にも、回転非対称光学系を水平
な基準面上に配置できる、という効果を有する。

【００５７】請求項４記載の発明は、上記効果に加え、
シリンダレンズを透過した光束の光軸の向きが変化する
ことを防止できる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る光学走査装置の概略構成を
示す斜視図である。

【図２】（Ａ）は図１の光学走査装置のレーザダイオー
ドから回転多面鏡に至る光学系の上面図、（Ｂ）は前記
光学系のレーザダイオードから第１の折返ミラーの間の
側面図、（Ｃ）は前記光学系の第１の折返ミラーから回
転多面鏡の間の側面図である。

【図３】（Ａ）は光学走査装置のレーザダイオードから
回転多面鏡に至る光学系の他の構成例の上面図、（Ｂ）
は前記光学系のレーザダイオードから第１の折返ミラー
の間の側面図、（Ｃ）は第１の折返ミラーから第２の折
返ミラーの間の側面図、（Ｄ）は前記第２の折返ミラー
から回転多面鏡の間の側面図である。

【図４】第２実施形態に係る光学走査装置の概略構成を
示す斜視図である。

【図５】図４の光学走査装置の上面図である。

【図６】図４の光学走査装置の側面図である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、複数本（図では２本）の
光ビームを同時に走査する場合には、感光体ドラムに入
射される光ビームの角度差が小さいことが好ましいこと
を説明するための概略図である。

【図８】複数本の光ビームを同時に走査する場合には、
光ビームを一時的に平行光の状態とする光学系を用いる
ことが好ましいことを説明するための、光学系のモデル
を副走査方向から見た概略図である。

【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の光学系においてコ
リメータレンズとシリンダレンズとの距離を変化させた
ときの複数本の光ビームの経路の変化を示す概略図であ
る。

【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、折返ミラーの反射面を
主走査方向及び副走査方向に沿って傾斜させた場合に該
折返ミラーで反射された光ビームの座標が回転すること
を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光学走査装置 １２ 回転多面鏡 １４ レーザダイオード １８ 第１の折返ミラー ２０ 基準平面 ２２ シリンダレンズ ２４ 基準平面 ３４ 感光体ドラム ３８ 第２の折返ミラー ４０ 基準平面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 入射された光束を所定方向に沿って偏向する偏向手段
   と、 光束に対し光軸を中心として回転非対称な作用を及ぼす
   回転非対称光学系を含んで構成され、前記光源から入射
   された光束を前記偏向手段に結像させる第１の光学系
   と、 前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に結
   像させる第２の光学系と、 を備えた光学走査装置であって、 前記第１の光学系は、入射光束に対し反射面が偏向手段
   による偏向方向に相当する第１の方向及び該第１の方向
   に直交する第２の方向に沿って傾斜されて配置され、偏
   向手段により偏向された光束の光路を含む平面に対して
   傾斜した角度で偏向手段に光束を入射させるための第１
   の折返ミラーを備えており、 前記回転非対称光学系が前記第１の折返ミラーと偏向手
   段との間に配置されていることを特徴とする光学走査装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転非対称光学系が水平な基準面上
   に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学
   走査装置。
3. 【請求項３】 前記第１の光学系は、前記回転非対称光
   学系と前記偏向手段の間に配置された第２の折返ミラー
   を備えており、前記第２の折返ミラーは水平な基準面上
   に、該基準面に対して垂直に取付けられていることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の光学走査装置。
4. 【請求項４】 前記回転非対称光学系はシリンダレンズ
   であり、前記シリンダレンズに対し光束の光軸がシリン
   ダレンズの母線上に入射されるように構成したことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光学
   走査装置。