JPH0943529A - 光走査光学装置 - Google Patents

光走査光学装置

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JPH0943529A
JPH0943529A JP21250895A JP21250895A JPH0943529A JP H0943529 A JPH0943529 A JP H0943529A JP 21250895 A JP21250895 A JP 21250895A JP 21250895 A JP21250895 A JP 21250895A JP H0943529 A JPH0943529 A JP H0943529A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキャニングミラーの回転に伴う偏向反射面
の変形によるピントずれを補正する。 【構成】 スキャンニングミラー14の偏向反射面14
aはAに示すように稍々凹形上に製作されており、スキ
ャンニングミラー14が回転することによる遠心力によ
って、偏向反射面14aが中心がBに示すように外側に
膨らむ方向に変形する。スキャンニングミラー14の静
止時にはピントは被走査面の手前側にあるが、回転によ
り被走査面にピントが合う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に基づい
て画像形成を行うレーザービームプリンタやカラーレー
ザービームプリンタ等に使用するのに好適な光走査光学
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光走査光学装置は図9に示すよう
に、レーザー光源1から発散した光束はコリメータレン
ズ2で平行光にされ、平行レーザー光はシリンドリカル
レンズ3により副走査方向についてのみ集光され、スキ
ャンニングミラー4の面上に照射する。スキャンニング
ミラー4は一定速度で回転し、このスキャンニングミラ
ー4で反射された光束は球面レンズ5とトーリックレン
ズ6を通ることによりfθが補正され、感光ドラム7上
を収束光が走査する。
【0003】感光ドラム7は半導体レーザー光源1の駆
動信号に同期し一定速度で回転し、走査光により静電潜
像が感光ドラム7上に形成される。この静電潜像から電
子写真プロセスにより用紙上に画像が印刷される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、スキャンニングミラー4が静止した状
態で、ベストピント位置が感光ドラム7の表面になるよ
うに光学系が設計されている。このときに、スキャンニ
ングミラー4が高速で回転すると、遠心力によって反射
面が主走査方向について凸形状に変形する。従来では、
このスキャンニングミラー4の表面の変形は一次元の計
算から回転中心から遠い位置がより伸びるため、ミラー
4の表面は凹形状に変形すると予想されていた。
【0005】しかし、発明者らが行った検討によると、
スキャンニングミラー4を三次元の弾性体として計算す
ると、スキャンニングミラー4の表面は凸形状に変形す
ることが分かった。従って、この変形により実際に描画
している際にピントずれを起こし、画像を劣化するとい
う問題がある。
【0006】特に、最近はプリンタの高画質化、高精細
化が進められており、ポリゴンミラーの回転速度もより
高速のものが求められている。また、光学系については
より微小なスポット光が求められ、光学系の深度は減少
する傾向にある。
【0007】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
スキャンニングミラーの変形を補正して正確にピント位
置を定めることができる光走査光学装置を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光走査光学装置は、レーザー光源からの
レーザー光をスキャンニングミラーで偏向走査し走査レ
ンズ系を介して被走査面上を走査する光走査光学装置に
おいて、前記スキャンニングミラーの反射面の形状を僅
かに内側に凹む凹形状としたことを特徴とする。
【0009】第2発明に係る光走査光学装置は、レーザ
ー光源からのレーザー光をスキャンニングミラーで偏向
走査し走査レンズ系を介して被走査面上を走査する光走
査光学装置において、前記走査レンズ系は、前記スキャ
ンニングミラーの静止時に主走査方向のベストピント位
置が前記被走査面よりも前記スキャンニングミラーに近
い位置にあり、軸外のベストピント位置に対して軸上の
ピント位置が前記スキャンニングミラーに近付く方向に
シフトしている像面弯曲を有することを特徴とする。
【0010】第3発明に係る光走査光学装置は、レーザ
ー光源からのレーザー光をスキャンニングミラーで偏向
走査し走査レンズ系を介して被走査面上を走査する光走
査光学装置において、前記スキャンニングミラーの剛性
よりも大きな剛性を有する固定部材を前記スキャンニン
グミラーの上面又は下面に取り付け、前記スキャンニン
グミラーの反射面の中心と回転中心を結んだ線上をにお
いて前記スキャンニングミラーに固定したことを特徴と
する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図8に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の要
部概略図であり、図1は主走査方向の光路図、図2は副
走査方向の光路図である。光源部11から出射されるレ
ーザー光の方向には、コリメータレンズ12、シリンド
リカルレンズ13、スキャンニングミラー14が配置さ
れ、スキャンニングミラー14の偏向走査方向には、f
θレンズ系15、感光ドラム等の被走査面16が設けら
れている。なお、スキャンニングミラー14とシリンド
リカルレンズ13、fθレンズ系15との間には防塵ガ
ラス17が設けられている。スキャンニングミラー14
の偏向反射面14aと被走査面16とは走査レンズ系1
5に対して共役に配置されており、偏向反射面14aの
倒れが補正されるようになっている。
【0012】光源部11から出射した光束はコリメータ
レンズ12により平行光束にされ、シリンドリカルレン
ズ13に入射する。シリンドリカルレンズ13は副走査
方向についてのみパワーを持ち、防塵のための防塵ガラ
ス17を介してスキャンニングミラー14の偏向反射面
14a上に線上に集光する。
【0013】偏向反射面14aに入射した光は偏向反射
され、Fθ特性を有する走査レンズ系15に入射する。
走査レンズ系15に入射した光束は、被走査面上16に
集光されスポット光を形成する。スキャンニングミラー
14は回転軸を矢印方向に回転しているため、このスポ
ット光は被走査面16上を矢印の方向に走査する。
【0014】図3はスキャンニングミラー14の平面図
であり、図4は側面図である。14bは回転中心軸、A
はスキャンニングミラー14が静止している時の偏向反
射面、Bはスキャンニングミラー14が定速で回転して
いる時の偏向反射面を示している。このように、偏向反
射面14aは稍々凹形上に製作されており、スキャンニ
ングミラー14が回転することによる遠心力によって、
偏向反射面14aが中心が外側に膨らむ方向に変形す
る。
【0015】図5はこのときの被走査面16のベストピ
ント位置を示すものであり、Cはスキャンニングミラー
14が静止している時のベストピント位置、Dはスキャ
ンニングミラー14が回転し、偏向反射面14aが膨ら
んだ状態のベストピント位置であって、スキャンニング
ミラー14から離れる方向に移動する。
【0016】実際に、発明者らの検討において使用した
光学系によると、スキャンニングミラー14の回転数が
16,000rpmのとき、スキャンニングミラー14
の形状によって軸状のピント位置のずれ量は像面上で
0.3mm〜2mm程度となり、共通深度を減少させる
要因となる。このときのスキャンニングミラー14の変
形量は、0.1μm〜0.35μmの深さの凹面であっ
たものが、回転の遠心力により偏向反射面Bとなりほぼ
平面となる。このとき、被走査面16上の主走査方向の
ベスト像面位置は、図5に示すようにスキャンニングミ
ラー14が静止していたときに軸上が光学系に近付いた
側面弯曲を持っていたものが、スキャンニングミラー1
4が回転することによって被走査面16上に近付くこと
が確認された。これにより、共通深度を減少することな
く良好な結像性能を得ることができる。
【0017】図6は第2の実施例のfθレンズ系15の
斜視図であり、アナモフィックレンズ15aとトーリッ
クレンズ15bから構成されている。トーリックレンズ
15bのトーリック面の曲率は、スキャニングミラー1
4の静止状態で被走査面16にベストピント像面がある
場合の面Eよりも、若干減少した面Fとされている。
【0018】このようにして、トーリックレンズ15b
のトーリック面の曲率を若干減少しておいて、スキャニ
ングミラー14の回転時の遠心力による反射面14aの
変形を補正する。図7のGは反射面14aを平面に加工
したスキャンニングミラー14が回転した時のベスト像
面位置を示している。つまり、回転による遠心力によっ
てスキャンニングミラー14の反射面が凸形状に変形し
てベスト像面位置が0.3mm〜0.7mm程度ドラム
面からずれる。また、スキャンニングミラー14が静止
しているときには、Hのように被走査面16から軸上で
光学系に近付いた方向にずれていたベスト像面位置が、
上述のfθレンズ系15を介することにより、スキャン
ニングミラー14が回転に伴ってIのように被走査面1
6に近付く。これにより、スキャンニングミラー14の
回転の遠心力による面変形から発生するピント移動を、
fθレンズ系15により補正できることが分かる。
【0019】図8は第3の実施例のスキャンニングミラ
ーの要部説明図である。回転軸14bを中心に回転する
スキャニングミラー14の上面又は下面にセラミック等
の剛性係数の大きい材質から成る固定用部材18がビス
19により固定されている。なお、ビス19は反射面1
4aの中央と回転軸14bとを結んだ線上に位置してい
る。
【0020】アルミニウム等の材質から成るスキャンニ
ングミラー14よりも遠心力によるも固定用部材18は
変形量が少なく、スキャンニングミラー14に固定用部
材18を固定することによって、反射面14aの凸形状
への変形を減少することができる。これにより、光学系
の深度減少を防止でき、良好な結像性能を得ることがで
きる。
【0021】なお、上述の各実施例はそれぞれ別個に実
施することについて説明したが、これらの実施例を組合
わせることもできる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光走査
光学装置は、スキャンニングミラーの回転による遠心力
によって発生する反射面の変形に起因するピント移動を
補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の主走査方向の光路図である。
【図2】副走査方向の光路図である。
【図3】スキャニングミラーの平面図である。
【図4】スキャニングミラーの側面図である。
【図5】第1の実施例の像面弯曲の説明図である。
【図6】第2の実施例の走査レンズ系の斜視図である。
【図7】第2の実施例の像面弯曲の説明図である。
【図8】第3の実施例のスキャンニングミラーの斜視図
である。
【図9】従来の光走査光学装置の光路図である。
【符号の説明】
11 光源 12 コリメータレンズ 13 シリンドリカルレンズ 14 スキャンニングミラー 15 fθレンズ系 15a アナモフィックレンズ 15b トーリックレンズ 16 被走査面 18 固定用部材 19 固定用ビス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光源からのレーザー光をスキャ
    ンニングミラーで偏向走査し走査レンズ系を介して被走
    査面上を走査する光走査光学装置において、前記スキャ
    ンニングミラーの反射面の形状を僅かに内側に凹む凹形
    状としたことを特徴とする光走査光学装置。
  2. 【請求項2】 前記スキャンニングミラーの反射面は
    0.1μm〜0.5μmの深さの凹形状とした請求項1
    に記載の光走査光学装置。
  3. 【請求項3】 レーザー光源からのレーザー光をスキャ
    ンニングミラーで偏向走査し走査レンズ系を介して被走
    査面上を走査する光走査光学装置において、前記走査レ
    ンズ系は、前記スキャンニングミラーの静止時に主走査
    方向のベストピント位置が前記被走査面よりも前記スキ
    ャンニングミラーに近い位置にあり、軸外のベストピン
    ト位置に対して軸上のピント位置が前記スキャンニング
    ミラーに近付く方向にシフトしている像面弯曲を有する
    ことを特徴とする光走査光学装置。
  4. 【請求項4】 レーザー光源からのレーザー光をスキャ
    ンニングミラーで偏向走査し走査レンズ系を介して被走
    査面上を走査する光走査光学装置において、前記スキャ
    ンニングミラーの剛性よりも大きな剛性を有する固定部
    材を前記スキャンニングミラーの上面又は下面に取り付
    け、前記スキャンニングミラーの反射面の中心と回転中
    心を結んだ線上をにおいて前記スキャンニングミラーに
    固定したことを特徴とする光走査光学装置。
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US7118233B2 (en) 2004-08-20 2006-10-10 Victor Company Of Japan, Limited Polygon mirror drive motor
US20150248077A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Light deflector and image forming apparatus

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