JPH0943524A - 光ビーム走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速化、高解像度化に対応できる光ビーム走
査光学系を提供することを目的とする。 【構成】 第１光源１ａ、第２光源１ｂと、光ビームを
所定のビーム形状に整形する第１整形レンズ２ａ、第２
整形レンズ２ｂと、光ビームを偏向するポリゴンミラー
部３ａと、偏向された光ビームを被走査面で等速にかつ
結像させるｆθレンズ４と、ポリゴンミラー部３ａから
偏向された複数の光ビームをｆθレンズ４の同一走査平
面に入射する方向に合わせまた光路長を調整する調整光
学系と、走査される複数の光ビームの同期を検出する同
期検出器５で構成され、ポリゴンミラー部３ａはミラー
面数Ｍのポリゴンミラー３をＮ個重ね、ポリゴンミラー
部３ａの回転方向に２π／（Ｍ・Ｎ）ラジアン最下部の
ポリゴンミラー３に対して順次ずらした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電された感光体上を
データに対応した光ビームで走査し静電潜像を形成する
電子写真等の光ビーム走査光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真プロセス技術を用いたレ
ーザビームプリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置は目ざま
しい発展を遂げている。光ビーム走査光学系はこのよう
な画像形成装置に用いられており、電子写真プロセスに
おける、帯電された感光体上に光よる照射を行い、画像
データに対応した静電潜像を形成することことを目的と
している。

【０００３】以下従来の光ビーム走査光学系について説
明する。図２（ａ）は従来の光ビーム走査光学系の側面
図、図２（ｂ）は同平面図である。１は光源、２は光源
からの光ビームを所定の形状に整形する整形レンズ、３
は光ビームを偏向するポリゴンミラー、４はポリゴンミ
ラー３で偏向された光ビームを被走査面上で等速かつ結
像させるｆθレンズ、５は走査される光ビームの同期を
とる同期検出器である。

【０００４】以上のように構成された光ビーム走査光学
系について、以下その動作について説明する。まず、光
源１から出射される光ビームは拡散光であるため、整形
レンズ２によって平行光、あるいは収束光に整われる。
整われた光ビームはポリゴンミラー３に入射される。ポ
リゴンミラー３に入射した光ビームはポリゴンミラー３
の回転に伴って偏向され、ｆθレンズ４によってビーム
をポリゴンミラー３の等速回転の動きに対して被走査面
上で等速かつ結像させられる。また、各走査する光ビー
ムは同期検出器５を光ビームが通過する時のタイミング
をもって同期をとられる。このようにして画像に対応し
た走査を行うことで被走査面に静電潜像を形成すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、高速化、高解像化を図るには感光体に静
電潜像を形成する光ビーム走査光学系における、時間当
りの走査回数を高める必要がある。そのためには光ビー
ムを走査させるポリゴンミラーを高速で回転させなけれ
ばならない。ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモー
タはベアリング軸受けタイプで、１５０００ｒｐｍ、空
気軸受け、流体軸受けタイプで２００００〜３００００
ｒｐｍが通常限界と言われる回転数であり、また、ポリ
ゴンモータの高速化に伴いポリゴンモータの回転による
振動、発熱、騒音等の問題、光ビームを駆動する駆動回
路での高クロック化という問題点がある。これを解決す
るため、１つのビームによる走査でなく複数の光源を用
いた光ビーム走査光学系が考案されているが、ｆθレン
ズを始めとした光学系を新たに複数の光ビームの走査が
可能なものに作り替える必要があり、対応に要する費
用、時間を多く費やさないとならない問題点があった。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされたもので、従来の１つの光ビームを走査するｆ
θレンズを始めとした光学系をそのまま複数の光ビーム
の光学系に応用することで高速化、高解像度化に対応で
きる光ビーム走査光学系を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明の光ビーム走査光学系は、複数個の光源と、
これらの光源からの光ビームを所定のビーム形状に整形
する整形レンズと、この整形レンズからの光ビームを偏
向するポリゴンミラー部と、このポリゴンミラー部で偏
向された光ビームを被走査面で等速にかつ結像させるｆ
θレンズと、前記ポリゴンミラー部から偏向された複数
の光ビームを前記ｆθレンズの同一走査平面に入射する
方向に合わせ、また光路長を調整する調整光学系と、走
査される複数の光ビームの同期を検出する同期検出器を
備えた光ビーム走査光学系であって、前記ポリゴンミラ
ー部はミラー面数ＭのポリゴンミラーをＮ個重ね、ポリ
ゴンミラーの回転方向に２π／（Ｍ・Ｎ）ラジアン最下
部のポリゴンミラーに対して順次ずらして構成した。

【０００８】また前記調整光学系は、ミラーと、ハーフ
ミラー、ガラスの組合せで構成され、かつ前記ポリゴン
ミラーで偏向された複数の光ビームを第１ビーム，第２
ビーム，・・，第Ｎビームとすると、前記第１ビームは
前記ハーフミラーに照射された後そのまま前記ｆθレン
ズに入射され、前記第２ビーム，・・，前記第Ｎビーム
は各々所定の長さのガラスを透過し、前記ミラーにて前
記ハーフミラーに導かれ、前記ポリゴンミラーから前記
ハーフミラーの第１ビームの交点までの実質的光路長を
前記第１ビームの光路長と等価になるように前記ガラス
の長さにより調整され、前記複数の光ビームが前記ハー
フミラーを出射後、前記ｆθレンズ同一走査平面上に導
かれるようにした。

【０００９】

【作用】以上の構成によって、高速度化、高解像化を複
数の光ビームで図ることができ、しかも従来から使用し
ているｆθレンズをそのまま用いることができ、複数の
光ビーム光学レンズを新たに開発する必要がなく、また
１つの光ビームを走査する光ビーム走査光学系との共用
化も可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例の
光ビーム走査光学系の側面図、図１（ｂ）は同平面図で
ある。この実施例では、複数の光源の数として先ずＮ＝
２の場合について説明を行う。

【００１１】図１において、１ａは第１光源、１ｂは第
２光源、２ａは第１光源１ａからの光ビームを所定の形
状に整形する第１整形レンズ、２ｂは第２光源１ｂから
の光ビームを所定の形状に整形する第２整形レンズ、６
は２つの光ビームの光路を合わせるビームスプリッタ、
３ａは光ビームを偏向する複数個のポリゴンミラー３か
ら構成されるポリゴンミラー部、４はポリゴンミラー３
で偏向された光ビームを被走査面上で等速かつ結像させ
るｆθレンズ、５は走査される光ビームの同期をとる同
期検出器、７はミラー、８はガラス、９はハーフミラ
ー、Ｘは第１光源１ａの光ビームのポリゴンミラー部３
ａとハーフミラー９間の光路長、ｄは第１光源１ａと第
２光源１ｂの間隔距離、Ｌはガラス８の長さ、Ｎｄはガ
ラス８の屈折率である。

【００１２】以上のように構成された光ビーム走査光学
系について、以下にその動作について説明する。まず、
第１光源１ａ、第２光源１ｂから出射される光ビームは
拡散光であるため、第１整形レンズ２ａ、第２整形レン
ズ２ｂによって、平行光、あるいは収束光に整われる。
整われた２つの光ビームはビームスプリッタ６によりポ
リゴンミラー３への入射角度を所定の角度に合わされポ
リゴンミラー部３ａに入射される。ポリゴンミラー部３
ａはＭのミラー面数のポリゴンミラー３をＮ個重ね、ポ
リゴンミラー部３ａの回転方向に２π／（Ｍ・Ｎ）ラジ
アン最下部のポリゴンミラー３に対して順次ずらした構
成とした。図１ではＭ＝６、Ｎ＝２である。

【００１３】２つの光ビームは各々のポリゴンミラー３
に入射され、ポリゴンミラー３の回転に伴って偏向され
る。偏向された第１光源１ａの光ビームはハーフミラー
９を透過しｆθレンズ４に導かれる。この時、ポリゴン
ミラー３からｆθレンズ４までの光路長は所定の距離に
設定されている。偏向された第２光源１ｂの光ビームは
ガラス８（屈折率Ｎｄ＞１）に入射される。ガラス８で
の光学的光路長はＬ／Ｎｄと短くなるため、第１光源１
ａの光ビームと第２光源１ｂの光ビームの光路差を無く
すにはＬ＝ｄ／（１−１／Ｎｄ）の長さすれば第１光ビ
ームと第２光ビームの光路長を合わせることができる。

【００１４】ガラス８から出射された光ビームはミラー
７によってハーフミラー９に偏向される。したがって、
ハーフミラー９から出射される２つの光ビームはポリゴ
ンミラー３からの光路長が同じでしかも、光軸も一致し
ている。このように構成することで従来の１つの光ビー
ムを走査する光学系を用いた複数の光ビーム走査光学系
を実現することができる。本実施例では光源が２つの場
合について述べたが、上記の手段を繰り返し用いること
で数多くの光源からの光ビームを走査させることができ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明は従来の１つの光ビ
ームを走査するｆθレンズを始めとした光学系をそのま
ま複数の光ビームの光学系に応用することで高速化、高
解像度化にで対応できる光ビーム走査光学系を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施例の光ビーム走査光学系
の側面図 （ｂ）本発明の一実施例の光ビーム走査光学系の平面図

【図２】（ａ）従来の光ビーム走査光学系の側面図 （ｂ）従来の光ビーム走査光学系の平面図

【符号の説明】

１ａ 第１光源 １ｂ 第２光源 ２ａ 第１整形レンズ ２ｂ 第２整形レンズ ３ ポリゴンミラー ３ａ ポリゴンミラー部 ４ ｆθレンズ ５ 同期検出器 ６ ビームスプリッタ ７ ミラー ８ ガラス ９ ハーフミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の光源と、これらの光源からの光ビ
   ームを所定のビーム形状に整形する整形レンズと、この
   整形レンズからの光ビームを偏向するポリゴンミラー部
   と、このポリゴンミラー部で偏向された光ビームを被走
   査面で等速にかつ結像させるｆθレンズと、前記ポリゴ
   ンミラー部から偏向された複数の光ビームを前記ｆθレ
   ンズの同一走査平面に入射する方向に合わせ、また光路
   長を調整する調整光学系と、走査される複数の光ビーム
   の同期を検出する同期検出器を備えた光ビーム走査光学
   系であって、前記ポリゴンミラー部はミラー面数Ｍのポ
   リゴンミラーをＮ個重ね、ポリゴンミラーの回転方向に
   ２π／（Ｍ・Ｎ）ラジアン最下部のポリゴンミラーに対
   して順次ずらして構成したことを特徴とする光ビーム走
   査光学系。
2. 【請求項２】前記調整光学系は、ミラーと、ハーフミラ
   ー、ガラスの組合せで構成され、かつ前記ポリゴンミラ
   ーで偏向された複数の光ビームを第１ビーム，第２ビー
   ム，・・，第Ｎビームとすると、前記第１ビームは前記
   ハーフミラーに照射された後そのまま前記ｆθレンズに
   入射され、前記第２ビーム，・・，前記第Ｎビームは各
   々所定の長さのガラスを透過し、前記ミラーにて前記ハ
   ーフミラーに導かれ、前記ポリゴンミラーから前記ハー
   フミラーの第１ビームの交点までの実質的光路長を前記
   第１ビームの光路長と等価になるように前記ガラスの長
   さにより調整され、前記複数の光ビームが前記ハーフミ
   ラーを出射後、前記ｆθレンズ同一走査平面上に導かれ
   ることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査光学
   系。