JPH09274154A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光走査装置において、回転多面鏡による光ビ
ームの蹴りに起因する弊害を伴うことなく、また、大き
な回転多面鏡を使用することなく、光ビームによる被走
査面上の有効走査範囲を広くすること。 【解決手段】 回転多面鏡３の作用反射面３ａで偏向さ
れた光ビームを用いて被走査面６の表面上を一定の走査
幅で走査する光走査装置において、走査幅Ｗの中心位置
Ａを、結像レンズ光学系５の光軸５ａが被走査面６に交
差する位置Ｂよりも、回転多面鏡３への光ビーム入射側
に距離Δだけずれた位置となるように設定してある。こ
の構成を採用すれば、回転多面鏡の作用反射面が隣接す
る側に切り換わる時に発生する光ビームの蹴りに起因し
た弊害を受けない有効走査範囲を、従来よりも広くとる
ことができる。よって、回転多面鏡として走査幅の大き
なものを使用することなく、従来よりも有効走査幅を簡
単に広げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タ等に用いられる光走査装置に関し、特に、回転多面鏡
により偏向された光ビームで被走査面上を走査する光走
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタ等に用いられる光
走査装置は、基本的には、レーザ光源と、レーザ光源か
らのレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡
によって偏向走査される光ビームを感光ドラム等の被走
査面上に集光させるｆθレンズ等からなる結像レンズ光
学系とを備えている。

【０００３】この回転多面鏡を用いた光走査装置では、
回転多面鏡の外周に形成された反射面の角にレーザ光源
からの光ビームが入射する状態では、全ての光ビームが
被走査面の側に反射されない。図３にはこの状態を模式
的に説明してある。図３（Ａ）に示すように、回転多面
鏡３において入射する光ビームＬ１を反射している作用
反射面３ａの面に、当該光ビームＬ１が全て照射してい
る場合には、入射した光ビームは全て反射されて偏向し
て、被走査面の側に向けて光ビームＬ２として出射す
る。

【０００４】しかし、図３（Ｂ）に示すように、回転多
面鏡３の回転に伴い、光ビームＬ１を被走査面の側に偏
向するための作用反射面３ａが隣接する反射面３ｂの側
に切り換わる間は、全ての入射光ビームＬ１が反射され
る訳ではなく、その一部のみが被走査面の側に向けて光
ビームＬ２として反射されるのみである。このように入
射する光ビームに蹴られが発生する時点は、被走査面上
においては、当該被走査面を走査している光ビームがそ
の作用反射面３ａの走査範囲の両端に位置した時点であ
る。

【０００５】このような光ビームの蹴られが発生する
と、結像レンズ光学系を介して被走査面上に集光する光
ビームの主走査方向のスポット径が広がり、焦点ぼけが
発生してしまう。これでは情報を高密度で記録すること
ができない。このために、従来においては、回転多面鏡
によって走査可能な最大走査幅のうち、このような弊害
の発生しない有効走査幅の範囲内で被走査面上を走査す
るようにしている。

【０００６】ここで、有効走査幅を広げるためには、使
用する回転多面鏡の径を大きくする方法、その反射面の
面数を少なくする方法が考えられる。あるいは、回転多
面鏡に入射する光ビームの光軸と、回転多面鏡からの光
ビームを被走査面上に集光される結像レンズ光学系の光
軸のなす角度を小さくする方法も考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、径の大
きな回転多面鏡を使用すると、高速回転する回転多面鏡
の慣性力、発生する風損が増大するので、回転多面鏡の
回転駆動制御を精度良く行なうことが困難になってしま
う。また、光走査装置の小型、コンパクト化の支障にも
なる。回転多面鏡の面数を減らす方法では、走査速度が
低下してしまうので、光走査装置の高速化を実現でき
ず、実用的な方法ではない。

【０００８】一方、回転多面鏡に入射する光ビームの光
軸と、出射側の結像レンズ光学系の光軸のなす角度を小
さくする方法においては、これらの配置位置が制約を受
けるので、装置のレイアウト設計等における自由度が低
下するなどに弊害が発生してしまう。

【０００９】したがって、大きな回転多面鏡を使用せず
に、しかも、装置レイアウト等の制約を受けずに、可能
な限り、回転多面鏡による有効走査幅を広くすることが
望まれる。

【００１０】本発明は、このような課題を解決すること
の可能な光走査装置を実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転多面鏡に
よる光ビームの蹴られに起因した被走査面上に現れる光
ビームの主走査方向のスポット径の変動が、結像レンズ
光学系の光軸の対して左右対称ではない点に着目し、回
転多面鏡による走査幅のうち、光ビームの蹴られによる
影響を受けない範囲を有効に利用することにより、走査
幅を広くできるようにしている。

【００１２】すなわち、本発明は、光ビームを出射する
光源装置と、出射された光ビームを偏向する回転多面鏡
と、前記回転多面鏡により偏向された光ビームを被走査
面上に集光させる結像レンズ光学系とを有し、前記回転
多面鏡により偏向された光ビームを用いて前記被走査面
上を一定の走査幅で走査する光走査装置において、前記
走査幅の中心位置が、前記結像レンズ光学系の光軸が前
記走査面に交差する位置よりも、前記回転多面鏡への光
ビーム入射側にずれた位置となるように設定する構成を
採用している。

【００１３】ここで、前記被走査面上に形成される光ビ
ームの主走査方向のビーム径が前記走査幅の範囲内で実
質的に一定となるように、前記走査幅の中心位置を前記
結像レンズ光学系の光軸に対してずらせばよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した光走査装置を説明する。

【００１５】図１には、本発明を適用した光走査装置の
光学系の概略構成を示してある。この図に示すように、
光走査装置１は、光源装置２と、回転多面鏡３と、ｆθ
レンズ４からなる結像レンズ光学系５とを有している。
光源装置２からの光ビームによって被走査面６の表面
は、実線で示す方向（主走査方向）に走査される。本例
では、光源装置２と回転多面鏡３の間にはシリンドリカ
ルレンズ７が配置されている。

【００１６】詳しく説明すると、光源装置２は、半導体
レーザと、この半導体レーザから出射されたレーザ光束
を実質的な平行光にするコリメータレンズとを備えてお
り、平行光束を出射するようになっている。出射された
平行光束Ｌ１はシリンドリカルレンズ７を介して、主走
査方向に長い線像として回転多面鏡３の作用反射面３ａ
に結像する。作用反射面３ａで反射されることによって
偏向された光ビームＬ２は、結像レンズ光学系５を構成
しているｆθレンズ４を介して、被走査面６の表面に光
スポットとして集光する。

【００１７】ここで、本例では、回転多面鏡３の回転に
よって形成される被走査面６の上の光ビームの走査幅Ｗ
は、結像レンズ光学系５の光軸５ａに対して全体として
光源装置２の側にΔだけ平行移動した位置にある。すな
わち、被走査面６を備えた感光ドラム等を、その被走査
面６の中心Ａが、結像レンズ光学系５の光軸５ａに対し
て距離Δだけ、当該光軸５ａに直交する方向であって、
回転多面鏡３への光ビームＬ１の入射側に向けてずれた
位置となるように配置してある。

【００１８】図２を参照して本発明の作用効果を説明す
る。まず、図２（Ｂ）に示すグラフは、被走査面６の表
面に形成される光ビームの主走査方向のスポット径Ｄの
変化を、走査幅Ｗの方向に測定したものである。測定に
より得られた特性曲線Ｃから分かるように、スポット径
Ｄの変化は、結像レンズ光学径５の光軸５ａが被走査面
６に交差する位置Ｂを中心に左右対称とはならない。走
査幅方向における一方の端Ｗａ、すなわち、光軸５ａに
対して回転多面鏡３への光ビーム入射側とは反対側の走
査方向の端Ｗａの側（図においてはマイナスの側）にお
いて、ビーム径が急激に広くなる。ビーム径の広がり
は、回転多面鏡３における作用反射面３ａの角での光ビ
ームの蹴り量に対応するものである。

【００１９】従来においては、結像レンズ光学系５の光
軸５ａに対して、被走査面６の走査幅Ｗ１が左右対称と
なるように配置されている。このために、回転多面鏡３
による光ビームの蹴りによる影響を受けない範囲、すな
わち、スポット径Ｄが実質的に一定に保持される範囲
は、走査幅Ｗ１として示す範囲であり、これが有効走査
幅として採用されている。

【００２０】しかしながら、曲線Ｃから分かるように、
回転多面鏡３により光の蹴りによる影響、換言すると被
走査面上に形成される主走査方向のスポット径Ｄの広が
りは、回転多面鏡の光ビーム入射側に位置する走査幅の
端Ｗｂの側では殆ど発生しない。このため、有効走査幅
としては、光軸５ａに対して、回転多面鏡の光ビーム入
射側の位置を広くとることが可能である。

【００２１】本発明では、この点に鑑みて、上記のよう
に、被走査面６の有効走査幅Ｗを、従来のように光軸５
ａを中心として左右対称の範囲ではなく、全体として回
転多面鏡の光ビーム入射側に広く取るようにしてある。
換言すると、走査幅Ｗの中心位置Ａを、光軸５ａに対し
て、回転多面鏡の光ビーム入射側に向けて距離Δだけ直
交する方向（主走査方向）に移動させてある。

【００２２】このように有効走査幅Ｗの位置を設定する
と、同一の回転多面鏡を使用した場合において、光ビー
ムの蹴りに起因した弊害を受けることのない走査幅（有
効走査幅）を従来に比べて広くとることができる。この
結果、走査幅が同一の場合には一回り小さな回転多面鏡
を用いることも可能になる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転多
面鏡により偏向された光ビームを用いて被走査面上を一
定の走査幅で走査する光走査装置において、走査幅の中
心位置を、結像レンズ光学系の光軸が被走査面に交差す
る位置よりも、回転多面鏡への光ビーム入射側にずれた
位置となるように設定した構成を採用している。

【００２４】したがって、本発明によれば、回転多面鏡
の作用反射面が隣接する側に切り換わる時に発生する光
ビームの蹴りに起因した弊害を受けない有効走査範囲
を、従来よりも広くとることができる。このため、回転
多面鏡として走査幅の大きなものを使用することなく、
従来に比べて有効走査幅を簡単に広げることができると
いう優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光走査装置の光学系の概略構
成を示す概略構成図である。

【図２】（Ａ）は本発明により設定される有効走査幅を
説明するための説明図、（Ｂ）は被走査面上の走査位置
と、被走査面上に形成される光ビームのスポット径の関
係を示すグラフである。

【図３】回転多面鏡を用いた光走査装置における回転多
面鏡による光ビームの蹴りの発生を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 光走査装置 ２ 光源装置 ３ 回転多面鏡 ３ａ 作用反射鏡 ４ ｆθレンズ ５ 結像レンズ光学系 ５ａ 結像レンズ光学系の光軸 Ｌ１ 回転多面鏡へ入射する光ビーム Ｌ２ 回転多面鏡で偏向された後の光ビーム Ｗ 本発明により設定される有効走査幅 Ｗ１ 従来の設定による有効走査幅 Ａ 走査幅の中心位置 Ｂ 光軸５ａが被走査面と交差する点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源装置と、出射さ
   れた光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡
   により偏向された光ビームを被走査面上に集光させる結
   像レンズ光学系とを有し、前記回転多面鏡により偏向さ
   れた光ビームを用いて前記被走査面上を一定の走査幅で
   走査する光走査装置において、前記走査幅の中心位置
   が、前記結像レンズ光学系の光軸が前記走査面に交差す
   る位置よりも、前記回転多面鏡への光ビーム入射側にず
   れた位置となるように設定されていることを特徴とする
   光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記被走査面上に形
   成される光ビームのスポット径が前記走査幅の範囲内で
   実質的に一定となるように、前記走査幅の中心位置を前
   記結像レンズ光学系の光軸に対してずらしてあることを
   特徴とする光走査装置。