JPH09230263A

JPH09230263A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH09230263A
Application number: JP8037808A
Authority: JP
Inventors: Seizo Suzuki; 清三鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】光走査装置においてコンパクト性を向上させ、
低コスト化を促進する。【解決手段】光源１０からの光束を偏向反射面２１を持
つ光偏向器２０により等角速度的に偏向させ、偏向光束
を走査結像レンズ２２により被走査面２４上に光スポッ
トとして集光して、被走査面２４の等速的な光走査を行
なう光走査装置において、光走査における書き出し位置
を定める同期信号を得るために、光偏向器２０により偏
向された偏向光束を光走査に先立って検出する同期検出
部３２と、偏向光束を同期検出部３２に導く同期レンズ
２８とを有し、光源１０からの光束を第１反射面１８に
より光路を屈曲させて光偏向器２０の偏向反射面２１に
入射させるとともに、同期レンズ２８を介して同期検出
部３２へ向かう偏向光束の光路を、第２反射面２６によ
り偏向反射面と同期検出部３２との間で屈曲させること
により、光走査系を保持するハウジング３４を小型化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光束を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、偏向光束を走査結像
レンズにより被走査面上に光スポットとして集光して、
被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置は、デジ
タル複写装置や光プリンタ等の画像形成装置における画
像書き込みユニットとして広く知られている。

【０００３】近来、上記画像形成装置の普及に伴い、小
型化・低コスト化が強く要請され、これに応えるべく画
像書き込みユニットとしての光走査装置にも、小型化・
低コスト化が求められている。

【０００４】

【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、光走査装置において、コンパクト性の向上と
低コスト化の促進を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置は
「光源からの光束を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、偏向光束を走査結像レンズにより
被走査面上に光スポットとして集光して、被走査面の等
速的な光走査を行なう光走査装置」であり、光走査にお
ける書き出し位置を定める同期信号を得るために、光偏
向器により偏向された偏向光束を光走査に先立って検出
する「同期検出部」と、偏向光束を同期検出部に導く
「同期レンズ」とを有する。

【０００６】請求項１記載の光走査装置は以下の点を特
徴とする。即ち「光源からの光束を第１反射面により光
路を屈曲させて光偏向器の偏向反射面に入射させる」と
ともに、「同期レンズを介して同期検出部へ向かう偏向
光束の光路を、第２反射面により偏向反射面と同期検出
部との間で屈曲させる」ことにより光走査系を保持する
ハウジングを小型化する。

【０００７】「光走査系」は、光源や光偏向器、走査結
像レンズや同期レンズ、同期検出部等、光走査装置の少
なくとも一部を構成する光学系や機材を言う。

【０００８】この請求項１記載の光走査装置において
「光偏向器により偏向され、被走査面ヘ向かう偏向光束
の光路を第３反射面により屈曲させる」ことができる
（請求項２）。請求項１または２記載の光走査装置にお
いて「第１反射面と第２反射面を同一の反射面として構
成する」ことが出来る（請求項３）。この場合におい
て、偏向反射面への入射光束と走査結像レンズの光軸と
の成す角を、上記光軸から入射光束側へ計って角：ψ、
同一の反射面を介して同期検出部へ向かう偏向光束が上
記光軸と成す角を、上記光軸から計って角：θ、上記同
一の反射面の上記光軸に直交する方向からの傾き角をα
とするときとするとき、これら角：ψ，θ，αは、条
件：（１） −ψ＜α＜ψ （２）｜ψ−θ｜＜４５度を満足することが望ましい（請求項４）。

【０００９】請求項２または３または４記載の光走査装
置において「第１反射面と第２反射面と第３反射面とを
同一の反射面として構成する」ことができる（請求項
５）。

【００１０】上記請求項１〜５の任意の１に記載された
光走査装置においては「光源を発光制御するための光源
制御回路と、同期検出部の同期用回路とを同一基板に形
成する」ことができ（請求項６）、さらに請求項１〜６
の任意の１に記載の光走査装置において「光源を発光制
御するための光源制御回路と、同期検出部の同期用回路
と、光偏向器を駆動制御する光偏向器駆動回路とを同一
基板に形成する」ことが出来る（請求項７）。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）において、「半導体レ
ーザー」である光源１０からの光束はカップリングレン
ズ１２によりカップリングされ、平行光束もしくは弱い
収束性の光束または弱い発散性の光束になる。カップリ
ングされた光束はビーム成形用のアパーチュア１４によ
り光束周辺部を遮光されたのち、シリンダレンズ１６に
より副走査方向に対応する方向（図面に直交する方向）
に集光され、ミラー１８により光路を屈曲されて「ポリ
ゴンミラー」である光偏向器２０の偏向反射面２１の近
傍に主走査方向に対応する方向に長い「線像」として結
像する。

【００１２】光偏向器２０が動作すると、偏向反射面２
１による反射光側は偏向光束となって等角速度的に偏向
し、走査結像レンズ２２に入射し、同レンズ２２の結像
作用により被走査面２４上に光スポットとして集光し、
被走査面２４を光走査する。走査結像レンズ２２は、光
スポットによる被走査面２４の光走査を「等速化」する
機能をもっている。

【００１３】光偏向器２０による偏向光束は、被走査面
２４の光走査に先立ち、ミラー２６に入射して反射さ
れ、同期レンズ２８により「フォトダイオード」である
同期検出部３２の受光面上に集光される。このとき、ス
リット３０が同期検出部３２に入射する光束を制限す
る。

【００１４】同期検出部３２は受光信号を発し、この受
光信号に基づき、光走査における書き出し位置Ａを決定
する同期信号が発せられる。符号３４は「光走査系を保
持するハウジング」を示している。

【００１５】即ち図１（ａ）の光装置は、光源１０から
の光束を偏向反射面２１を持つ光偏向器２０により等角
速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズ２２によ
り被走査面２４上に光スポットとして集光して、被走査
面２４の等速的な光走査を行なう光走査装置であって、
光走査における書き出し位置Ａを定める同期信号を得る
ため、光偏向器２０により偏向された偏向光束を光走査
に先立って検出する同期検出部３２と、偏向光束を同期
検出部３２に導く同期レンズ２８とを有する。

【００１６】そして、光源１０からの光束は、ミラー１
８の反射面である「第１反射面」により光路を屈曲され
て光偏向器２０の偏向反射面２１に入射し、同期レンズ
２８を介して同期検出部３２へ向かう偏向光束の光路
は、ミラー２６の反射面である「第２反射面」により偏
向反射面２１と同期検出部３２との間で屈曲される。こ
のように、ミラー１８，２６を用いることにより、ハウ
ジング３４をコンパクトにすることができる。

【００１７】即ち「比較例」として図２に示すように
（図１（ａ）における同一の符号を付したものは、図１
（ａ）におけると同じものを示す）、光源１０と光偏向
器２０との間にミラー１８を用いず、光偏向器２０と同
期検出部３２との間にミラー２６を用いない場合には、
ハウジング３４’が、図１（ａ）に示すハウジング３４
よりも一回り大きくなっている。しかも、ハウジング４
３’内の左上のスペースはデッドスペースとして無駄な
スペースになっている。

【００１８】この発明の光走査装置では、図１（ａ）に
示す実施の形態のように、ミラー１８，２６を用いるこ
とにより「ハウジング３４’においてはデッドスペース
となっている、図２で光偏向器２０の上側の空間部分」
に、光源１０や同期検出部３２を配してハウジング３４
の内部の空間を無駄なく使用し、ハウジング３４全体の
大きさを、ハウジング３４’に比してコンパクト化する
ことに成功している。

【００１９】なお、図１（ａ）に鎖線で示す位置に折り
返しミラー２５を用い、図１（ｂ）に示すように、走査
結像レンズ２２による結像光束の光路を屈曲させるよう
にする（請求項２）と、光走査装置のハウジング３４と
光導電性の感光体４０とのレイアウト上の位置関係の自
由度が増大する。勿論、折り返しミラー２５の反射面は
「第３反射面」である。

【００２０】感光体４０はドラム状であって、その母線
方向を光走査方向に合致させて被走査面２４に接するよ
うに配備される。従って光スポットは実体的には感光体
４０の周面を光走査する。

【００２１】図３（ａ）は請求項３，４記載の発明の実
施の１形態を要部のみ示している。混同の虞れがないと
思われるものについては、図１（ａ）におけると同一の
符号を用いた。

【００２２】この実施の形態の特徴は、光源１０からの
光束の光路を光偏向器２０側へ屈曲させる第１反射面
と、光偏向器２０から同期検出部３２へ向かう光束の光
路を屈曲させる第２反射面とを、単一のミラー１８０に
おける「同一の反射面」とした点にある。

【００２３】図１に示した実施の形態では、第１・第２
反射面を別個のミラーの反射面としたので２つのミラー
１８，２６が必要であるが、図３（ａ）の実施の形態で
は、第１・第２反射面を単一のミラー１８０で「同一反
射面」として実現するのでミラー１個ですみ、図１の実
施の形態に比して部品点数（ミラーの数）を減らすこと
ができる。勿論、ハウジング３４は図１の実施の形態と
同様にコンパクトである。

【００２４】このように第１および第２反射面を同一の
ミラー１８０の反射面とする場合、前述の条件（１），
（２）を満足するのが望ましい（請求項４）。走査結像
レンズの光軸を図３（ｂ）のように符号２３で表す。光
偏向器２０の偏向反射面への入射光束と走査結像レンズ
の光軸２３との成す角を、光軸２３から入射光束側へ計
って角：ψ、ミラー１８０の反射面を介して同期検出部
へ向かう偏向光束が上記光軸と成す角を、光軸２３から
計って角：θとする。また、ミラー１８０の反射面の
「光軸２３に直交する方向２３’」からの傾き角を上記
方向２３’から計ってαとする。図において角：θ、
ψ、αは共に「反時計回りを正」とする。

【００２５】条件（１）において角：αがψを超えて大
きくなると、光源の位置が光偏向器に近づきすぎ、光源
の配置が難しくなる。条件（１）の下限を超えると、光
源と光走査装置が離れ、ハウジングをコンパクト化する
ことが困難になる。

【００２６】条件（１）が満足される範囲でも、条件
（２）の上限を超えると、同期検出部が光偏向器に近づ
きすぎて同期検出部の配備が難しくなる。

【００２７】図４は請求項５記載の光走査装置の実施の
形態を説明するための図である。混同の虞れがないと思
われるものに就いては図１におけると同一の符号を付し
た。この実施の形態は以下の点を特徴としている。即
ち、光偏向器２０により偏向され、被走査面２４（感光
体４０）ヘ向かう偏向光束の光路を屈曲させる折り返し
ミラー２５を有し、折り返しミラー２５の反射面が請求
項２記載の「第３反射面」であるとともに、光源１０か
らの光束を光偏向器２０の偏向反射面に向けて屈曲させ
る「第１反射面」および、同期レンズ２８を介して同期
検出部３２へ向かう偏向光束の光路をこれらの間で屈曲
させる「第２反射面」を兼ねている（請求項５）。

【００２８】図４（ｂ）に示すように、折り返しミラー
２５は、走査結像レンズ２２と感光体４０との間で偏向
光束の光路を屈曲させるが、図４（ａ）に示すように、
光源１０は折り返しミラー２５よりも感光体４０の側に
あり、また同期検出部３２も折り返しミラー２５よりも
感光体４０の側にある。

【００２９】従って、光源１０からの光束は、カップリ
ングレンズ１２によりカップリングされ、アパーチュア
１４を通過した後、折り返しミラー２５により反射さ
れ、シリンダレンズ１６に入射し、シリンダレンズ１６
により光偏向器２０の偏向反射面２１の近傍に前記線像
として結像する。

【００３０】光偏向器２０により偏向され、同期検出部
３２に向かう偏向光束は同期レンズ２８により集光され
つつ折り返しミラー２５に入射し、反射されてスリット
３０を介して同期検出部３２に入射する。なお、シリン
ダレンズ１６および／または同期レンズ２８を折り返し
ミラー２５よりも感光体４０の側に配備してもよい。

【００３１】このように、第１反射面および第２反射面
と第３反射面を同一の反射面として構成することによ
り、図３の形態よりもさらに反射面の数が減るのでミラ
ー数が少なくてすむ。ハウジングをコンパクト化できる
ことは図１，３の実施の形態と同様である。

【００３２】図１，３，４記載の実施の形態から明らか
なように、この発明の光走査装置では、光源１０とフォ
トダイオードである同期検出部３２とが、走査結像レン
ズ２２に関して、光偏向器２０と同じ側に配備される。

【００３３】光走査装置において、光源１０と同期検出
部３２と光偏向器２０とは、何れも電気的に駆動され、
従って、光源１０に対しては光源を発光制御する「光源
制御回路」が、同期検出部３２に対しては、検出信号出
力のための「同期用回路」が、また光偏向器２０に対し
ては「光偏向器駆動回路」が必要であり。これらの回路
もハウジングに取り付けられる。

【００３４】上記の如く、この発明では光源１０と同期
検出部３２とが、走査結像レンズ２２に関して光偏向器
２０と同じ側に配備されるので、光源制御回路と同期用
回路を同一基板に設けることが容易に可能であり（請求
項６）、さらには光源制御回路・同期用回路・光偏向器
駆動回路を同一基板上に設けることも可能である（請求
項７）。

【００３５】図５は請求項６記載の光走査装置の実施の
１形態を略示している。符号１００は「光源ユニット」
を示す。光源ユニット１００は図１における光源１０
（ＬＤ）とカップリングレンズ１２とアパーチュア１４
とを一体のユニットとしたものでありハウジング３４’
の側壁部に取り付けられている。光源ユニット１００か
らの光束はハウジング３４’の底部に取り付けられたシ
リンダレンズ１６を介してミラー１８０により反射され
て光偏向器２０の偏向反射面２０に入射しつつ、偏向反
射面近傍に前記線像として結像とする。

【００３６】符号３００で示す同期検出ユニットは、図
１におけるスリット３０と同期検出部３２（フォトダイ
オード）とを一体のユニットとしたものであり、ハウジ
ング３４’の側壁部に、光源ユニット１００に隣接して
設けられている。偏向反射面で反射されて同期検出ユニ
ット３００に向かう偏向光束はミラー１８０により反射
され、同期レンズ２８を介して同期検出ユニット３００
に入射する。従って、ミラー１８０は第１反射面と第２
反射面とを同一反射面として兼ねている（請求項３）。

【００３７】光偏向器による偏向光束は走査結像レンズ
２２を透過し、折り返しミラー２５により光路を屈曲さ
れて感光体４０上に光スポットとして集光し、感光体４
０を光走査する。なお、図５において、符号２１０は光
偏向器２０用の基板を示し、この基板２１０に光偏向器
駆動回路２００が設けられている。

【００３８】さて、光源を発光制御する光源制御回路５
１と、同期検出部の検出信号出力のための同期用回路５
２とは同一の基板５０に設けられ、ハウジング３４’の
側壁外部に取り付けられている。このように光源制御回
路５１と同期用回路５２とを別個の基板に設けること無
く、同一の基板５０に設けることにより部品（基板）の
点数が減ることになる。

【００３９】図６は請求項７記載の光走査装置の実施の
１形態を略示している。繁雑を避けるため、混同の虞れ
がないと思われるものについては、図５におけると同一
の符号を付した。

【００４０】この実施の形態においては光源ユニット１
００と同期検出ユニット３００と光偏向器２０とを何れ
も同一の支持基板２２０に設け、この支持基板２２０
を、光源制御回路５１と同期用回路５２および光偏向器
駆動回路２００用の基板として共通化している。このよ
うにすることにより図５の実施の形態よりも、さらに基
板数を減らすことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置を提供できる。この発明によれば、
第１・第２反射面を用いて光源から光偏向器へ向かう光
束の光路および光偏向器から同期検出部へ向かう光束の
光路を屈曲させるので、光走査系を保持するハウジング
をコンパクト化することができ、ハウジングのコンパク
ト化によりハウジング材料費が低減化されるので光走査
装置を低コスト化できる。

【００４２】請求項２の発明によれば、光走査装置と被
走査面位置に配備される光導電性の感光体の配備レイア
ウトの自由度を増大させることができる。

【００４３】請求項３，４，５記載の発明によれば、反
射面をなす部品の点数を削減できるので光走査装置のコ
ストをより低減化できる。また請求項６，７記載の発明
によれば、光走査装置に用いる複数の回路の基板を同一
基板として共通化することにより部品点数を削減できる
ので、光走査装置のコストを低減化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の実施の形態を説明するた
めの図である。

【図２】図１の実施の形態に対する比較例を示す図であ
る。

【図３】請求項３，４記載の発明の実施の形態を説明す
るための図である。

【図４】請求項４記載の条件（１），（２）を説明する
ための図である。

【図５】請求項６記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図６】請求項７記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０光源１８第１反射面を持つミラー２０光偏向器２１偏向反射面２６第２反射面を持つミラー３２同期検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を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、偏向光束を走査結像レ
ンズにより被走査面上に光スポットとして集光して、上
記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置におい
て、光走査における書き出し位置を定める同期信号を得るた
めに、上記光偏向器により偏向された偏向光束を光走査
に先立って検出する同期検出部と、上記偏向光束を上記
同期検出部に導く同期レンズとを有し、光源からの光束を第１反射面により光路を屈曲させて光
偏向器の偏向反射面に入射させるとともに、上記同期レンズを介して同期検出部へ向かう偏向光束の
光路を、第２反射面により上記偏向反射面と同期検出部
との間で屈曲させることにより、光走査系を保持するハウジングを小型化することを特徴
とする光走査装置。
【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、光偏向器により偏向され、被走査面ヘ向かう偏向光束の
光路を第３反射面により屈曲させることを特徴とする光
走査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の光走査装置におい
て、第１反射面と第２反射面が同一の反射面であることを特
徴とする光走査装置。
【請求項４】請求項３記載の光走査装置において、偏向反射面への入射光束と走査結像レンズの光軸との成
す角を、上記光軸から入射光束側へ計って角：ψとし、
同一の反射面を介して同期検出部へ向かう偏向光束が上
記光軸と成す角を、上記光軸から計って角：θ、上記同
一の反射面の上記光軸に直交する方向からの傾き角をα
とするとき、これらの角：ψ，θ，αが、条件：（１） −ψ＜α＜ψ （２）｜ψ−θ｜＜４５度を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】請求項２または３または４記載の光走査装
置において、第１反射面と第２反射面と第３反射面とが同一の反射面
であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】請求項１または２または３または４または
５記載の光走査装置において、光源を発光制御するための光源制御回路と、同期検出部
の同期用回路とを同一基板に形成したことを特徴とする
光走査装置。
【請求項７】請求項１または２または３または４または
５または６記載の光走査装置において、光源を発光制御するための光源制御回路と、同期検出部
の同期用回路と、光偏向器を駆動制御する光偏向器駆動
回路とを同一基板に形成したことを特徴とする光走査装
置。