JPH1090621A

JPH1090621A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH1090621A
Application number: JP8280862A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Atsumi; 広道厚海
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: JP3856881B2; US6078419A; US6198563B1

Abstract

(57)【要約】【課題】面倒れ補正機構を備えた結像ミラーに光束を
多重反射させることによって、また、ハーフミラー等を
用いることなく、光路を小さい走査線曲がりで分離する
ことができる光走査装置を得る。【解決手段】光束を放射する光源装置と、光束を主走
査対応方向に結像させる線像結像レンズと、線像を反射
し、偏向させる光偏向器と、偏向光束を被走査面上に光
スポットとして集光させ、かつ、光走査を等速化する結
像ミラーと、結像ミラーの反射面を含む複数の反射面が
相対するように対向配置した反射光学系とを有し、複数
の反射面は、各々光軸に対して偏心しており、反射光学
系に入射した光束を反射面間で多重反射させることによ
り集束させる光走査装置であって、結像ミラーは、主走
査平面上で半径Ｒｍをなす曲線を、主走査平面上での主
走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させたアナ
モフィックな形状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報を乗せた
光束を結像ミラーによって走査媒体上に集光させる光走
査装置に関するもので、デジタル複写機、レーザプリン
タ等の書込光学系、さらには、画像形成装置、計測機、
検査装置等に適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から偏向器によって偏向された光束
を、結像ミラーを用いて走査媒体上に集光させるように
した光走査装置が提案されているが、偏向反射面の傾き
による集光位置のずれを補正するいわゆる面倒れ補正を
様々な機能で対応している。例えば、特開平１−２００
２２１号公報や特開平６−１２３８４４号公報等に記載
されているものは、面倒れ補正用の長尺シリンダー素子
や（長尺）トロイダルレンズを光学系に配置させること
によって、面倒れの補正を行っている。また、特開平４
−１９４８１４号公報等に記載されているものは、結像
ミラー自体に面倒れの補正機能を設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−２００２２１号公報や特開平６−１２３８４４号公
報等に記載されているものは、上述のように、面倒れの
補正を行うために、長尺シリンダー素子や（長尺）トロ
イダルレンズを光学系に配置させているため、コスト高
やレイアウトの自由度が減少してしまうという問題があ
る。

【０００４】また、特開平４−１９４８１４号公報等に
記載されているものは、上述のように、結像ミラー自体
に面倒れの補正機能を設けて補正を行っているが、光路
の分離をすることが難しく、分離角度を大きくするため
には、ハーフミラーを用いなくてはならない。従って、
コストが高く、スペースも大きくなってしまう。また、
ハーフミラーを用いない場合には、走査線曲がりが大き
くなってしまうため、画角を小さくしなければならな
い。そこで、画角を大きくするために、結像ミラー自体
を副走査方向にたわませなければならい。以上のように
コストや加工上において様々な問題がある。

【０００５】また、特開昭６４−７８２１４号公報記載
のものでは、球面から成る凹面鏡と反射鏡とを対向する
ように配置した反射光学系において、光束を球面から成
る凹面鏡と反射鏡との間で多重反射させることによって
光走査を行っている。しかしながら、面倒れ補正機能が
設けられていないため、ポリゴンミラー等の偏向器の面
倒れを補正することができない。つまり、ポリゴンミラ
ー等の偏向器の面倒れから生じるピッチムラを防止する
ことができなという問題がある。

【０００６】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたものであって、面倒れ補正機構
を備えた結像ミラーに光束を多重反射させることによっ
て、また、ハーフミラー等を用いることなく、光路を小
さい走査線曲がりで分離することができる光走査装置を
提供することを目的とする。本発明はまた、同期信号を
得るための同期光束の光路を短くすることを可能にし、
もって、光走査ユニットのコンパクト化を図ることがで
きる光走査装置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】請求項１記載の発明は、
光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置か
らの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる
線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射
し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器
と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光さ
せ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結
像ミラーと、結像ミラーの反射面を含む複数の反射面が
相対するように対向配置した反射光学系とを有し、上記
複数の反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記
反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射さ
せることにより集束させる光走査装置であって、上記結
像ミラーは、主走査平面上で半径Ｒｍをなす曲線を、主
走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓ
で回転させたアナモフィックな形状であることを特徴と
する。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記結像ミラー
が、主走査平面上で非球面形状をなす曲線を主走査平面
上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転さ
せた非球面形状であることを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、上記反射光学系
は、その反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成であ
り、複数の反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通
過する部分が透明体になっていることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、上記一体的に構成
された反射鏡が、防塵ガラスに蒸着を施したものである
ことを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、上記反射光学系に
入射する光束が、最初に結像ミラーに入射することを特
徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、上記反射光学系の
反射鏡が、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものである
ことを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、光走査用の光束を
放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査
対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズ
と、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束とし
て等角速度的に偏向させる光偏向器と、偏向光束を被走
査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポ
ットによる光走査を等速化する結像ミラーと、結像ミラ
ーの反射面を含む複数の反射面が相対するように対向配
置した反射光学系とを有し、上記複数の反射面は、各々
光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した
光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束さ
せる光走査装置であって、上記結像ミラーは、副走査平
面上でＲｓをなす曲線を副走査平面上での副走査方向の
軸を回転軸として半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイ
ダル形状であることを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、反射光学系の反射鏡が、一体的に構成され
ていることを特徴とする。

【００１５】請求項９記載の発明は、請求項７記載の発
明において、反射光学系の反射鏡が、透明体の一部に蒸
着を施したものであることを特徴とする。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１又は７
記載の発明において、反射光学系の反射鏡が、副走査方
向に曲率をもったシリンドリカルミラーであることを特
徴とする。

【００１７】請求項１１記載の発明は、請求項１又は７
記載の発明において、光束を結像ミラーでｎ回多重反射
させるとき、同期光束を結像ミラーでｎ＋１回以上反射
させることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる光走査装置の実施の形態について説明する。図
１において、符号１は、発散光束を出射する光源を示し
ている。この光源１には、レーザダイオード（ＬＤ）、
発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用される。上記光原１
から出射した発散光束は、カップリングレンズ２を透過
する。上記カップリングレンズ２は、透過光束を集光光
束としてもよいし、発散光束としてもよく、あるいは実
質的な平行光束としてもよい。

【００１９】上記カップリングレンズ２を透過した光束
は、線像結像素子としてのシリンドリカルレンズ３を透
過して副走査方向にのみ集束し、偏向器４の偏向反射面
近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記
偏向器４は、入射光束を等角速度的に偏向する。上記偏
向器４の偏向反射面により反射された光束は、第１折り
返しミラー５によって、結像ミラー（ｆθミラー）７に
向かって反射し、結像ミラー７によって集束しつつ、第
２折り返しミラー６に向かって出射する。この第２折り
返しミラー６へ出射した光束は、第２折り返しミラー６
によって、再び結像ミラー７に向かって反射し、結像ミ
ラー７により再び反射されて集束され、上記偏向器４の
等角速度的な偏向に伴って、感光体８の被走査面を光ス
ポットとして集光して等速的に光走査する。

【００２０】従って、図１に示す実施の形態では１つの
結像ミラー７しか用いていないが、結像ミラー７で２回
反射するため、２つの結像ミラーを用いて収差を補正す
るものと同じ働きをさせることができる。また、副走査
方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光
学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光
学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器４の
面倒れによるピッチムラを補正することができる。

【００２１】次に、上記結像ミラー７の反射面の形状に
ついて説明する。図１２に示すように、結像ミラー７の
反射面の形状は、主走査平面上で点Ｏを中心に半径Ｒｍ
で描かれた曲線Ｘ（Ｈ）を、主走査平面上で、かつ主走
査方向に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径
Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状である。従来か
ら、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案
されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大
きくなる等の問題があった。しかし、図１、図１２に示
すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路
を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さ
い光学系を得ることができる。

【００２２】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。
図２に示すように、角度θ１は第１折り返しミラー５の
傾斜角度を示しており、角度θ２は第２折り返しミラー
６の傾斜角度を示している。さらに、角度θ３は結像ミ
ラー７の傾斜角度を示している。上記角度θ１、θ２、
θ３は、それぞれ偏向器４による走査平面に直交する線
を基準にして時計回りを正としている。また、ｄ１は、
上記偏向器４の偏向反射面から第１折り返しミラー５の
反射面までの水平方向の距離を示しており、ｄ２は、結
像ミラー７の反射面から第１折り返しミラー５の反射面
までの水平方向の距離を示している。さらに、ｄ３は、
結像ミラー７の反射面から第２折り返しミラー６の反射
面までの水平方向の距離を示している。図２では、わか
りやすくするために、像高０の光線のみを示している。

【００２３】（実施例１）Ｒｍ＝３００Ｒｓ＝１２８ｄ１＝４０ｄ２＝２３．２ｄ３＝２６．２ θ１＝１８゜ θ２＝１８゜ θ３＝１７．８５゜

【００２４】図３は、上記実施例１の収差図を示してい
る。図３（ａ）は、偏向器４の回転時における動的像面
湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方
向を示している。図３（ｂ）に示す実線は、走査線曲が
りを示している。また、図３（ｃ）に示す破線は、ｆθ
特性を示している。

【００２５】上記第１、第２折り返しミラー５、６及び
上記結像ミラー７の角度θ１、θ２、θ３を種々変える
ことができ、これによって、レイアウトの自由度を適宜
に増すこともできる。

【００２６】次に、結像ミラー７の形状についての別の
例を説明する。図１２において、結像ミラー７の形状をＸ（Ｈ）＝ＣＨ²／［１＋｛１−（１＋Ｋ）Ｃ²Ｈ²｝
^1/2］＋ΣＡｉ・Ｈⁱ Ｋ：円錐定数Ａｉ：非球面係数となる曲線Ｘ（Ｈ）を主走査平面上で、かつ主走査方向
に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで
回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正
することができる。

【００２７】以下、具体的な実施例を挙げる。（実施例２）Ｒｍ＝５１５Ｒｓ＝１７７．５Ｋ＝−４．８ｄ１＝４０ｄ２＝２３．１ｄ３＝２６．２ θ１＝１８゜ θ２＝１８゜ θ３＝１９．５７゜

【００２８】図４は、上記実施例２の収差図を示してい
る。図４は、上記実施例１と同様に、図４（ａ）は、偏
向器４の回動時における動的像面湾曲を示しており、実
線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図４
（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。ま
た、図４（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。

【００２９】上記実施例２においては、円錐定数Ｋのみ
を使用しているが、非球面係数Ａｉも使用すれば、より
良好に収差を補正することができる。

【００３０】また、レイアウト上から、次に説明する構
成にすることも可能である。図５に示すように、偏向器
４に入射する光束を副走査方向に入射角度θ４で入射す
るようにする。そのときの、第１折り返しミラー５の傾
斜角度をθ１’、第２折り返しミラー６の傾斜角度をθ
２’、結像ミラー７’の傾斜角度をθ３’とする。上記
角度θ１’、θ２’、θ３’は、それぞれ時計回りを正
としている。また、ｄ１’は、上記偏向器４の偏向反射
面から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の
距離を示しており、ｄ２’は、結像ミラー７’の反射面
から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の距
離を示している。さらに、ｄ３’は、結像ミラー７’の
反射面から第２折り返しミラー６の反射面までの水平方
向の距離を示している。

【００３１】以下、具体的な実施例を挙げる。（実施例３）Ｒｍ＝５１５Ｒｓ＝１８５．５Ｋ＝−４．８ｄ１’＝４３．１ｄ２’＝２４．７ｄ３’＝２７．１ θ１’＝１２゜ θ２’＝１２゜ θ３’＝１０．７５゜ θ４＝８゜

【００３２】図６は、上記実施例３の収差図を示してい
る。図６も、上記実施例１、２と同様な収差図であるの
で説明は省略する。ここで、上記実施例２及び３は、実
施例１と比較した場合、ｆθ特性が特に良好になってい
ることがわかる。

【００３３】図２、図５において、第１、第２折り返し
ミラー５、６は、それぞれ独立したものとして説明した
が、図７に示すように透明体の平行平板１０に、上記第
１、第２折り返しミラー５、６に代えて反射部分５’、
６’を設ければ、折り返しミラー５、６を一体的に作る
ことができ、コストを安くすることができる。上記実施
例１ないし３では、θ１＝θ２、θ１’＝θ２’であ
り、第１、第２折り返しミラー５、６の反射面が同一平
面上にあるため、上述のように折り返しミラー５、６を
一体的に作ることができる。上記反射部分５’、６’は
蒸着等によって平行平板１０に反射膜を形成することに
よって設けることができる。上記反射部分５’、６’の
間は透明で光が通過することができる。

【００３４】通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を
防止するために、図８に示すようにハウジング１１など
でほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査装
置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス１０’
を透過して感光体８の被走査面上に至る。従って、上記
折り返しミラー５、６に代えた反射部分５’、６’を上
記防塵ガラス１０’の所定の位置に蒸着させて作成すれ
ば、コストを削減することができる。

【００３５】図９に示すように、偏向器４の偏向反射面
より反射された光束をまず結像ミラー１２によって折り
返し、折り返しミラー１３に向かって反射させ、折り返
しミラー１３の反射光を再び結像ミラー１２で折り返し
ミラー１３に向かって反射させ、折り返しミラー１３の
反射光を感光体８に向かわせるようにすれば、光線の分
離角度を大きく取ることができ、レイアウトを容易にす
ることができる。この図には示してないが、図５に示し
たように、偏向器４に入射する光束を副走査方向に入射
角度θ４で入射するようにすることも可能である。ま
た、上記折り返しミラー１３を２枚に分離して構成する
ことも可能である。以下、具体的な実施例を挙げると共
に、この実施例の収差図を図１０に示す。ｂ１は、上記
偏向器４の偏向反射面から結像ミラー１２の反射面まで
の水平方向の距離を示しており、ｂ２は、結像ミラー１
２の反射面から折り返しミラー１３の反射面までの水平
方向の距離を示している。また、角度β１は結像ミラー
１２の傾斜角度を示しており、角度β２は折り返しミラ
ー１３の傾斜角度を示している。

【００３６】（実施例４）Ｒｍ＝３８０Ｒｓ＝１３１．３Ｋ＝−４．４ｂ１＝５０ｂ２＝１９．７ β１＝１５゜ β２＝２５．１゜

【００３７】上記実施例４のように、偏向器４の偏向反
射面より反射された光束をまず結像ミラー１２で反射さ
せるようにした場合、図１１に示すように、防塵ガラス
１５に蒸着等により所定の位置に反射面として折り返し
ミラー１６を設ければ、折り返しミラー１６と防塵ガラ
ス１５の二つの機能を兼ねることができ、コストを削減
することができる。なお、図１１の例では、折り返しミ
ラー１６は、光束を１回だけ反射し、結像ミラー１２に
よる２回目の反射光束は防塵ガラス１５の無反射面を透
過して感光体８に至るようになっていて、図９に示す例
のように、折り返しミラー１３が２回反射するものとは
異なっているが、光学的には図９の例も図１１の例も実
質的な差異はない。

【００３８】ここで、アナモフィックな結像ミラーと平
面ミラーという構成のもので説明したが、平面ミラーの
代わりに、例えばシリンダーミラーや球面ミラー等の曲
率をもったミラーを用いても可能である。また、結像ミ
ラーに２度だけ入射させた時の実施例を説明したが、３
度以上入射させても可能である。

【００３９】次に別の実施の形態について説明する。図
１３ないし図１４において、光源１から出射した発散光
束は、カップリングレンズ２を透過し、シリンドリカル
レンズ３を透過して副走査方向のみに集束し、偏向器４
の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結
像する。上記偏向器４は、入射光束を等角度速度的に偏
向する。上記偏向器４の偏向反射面により反射された光
束は、結像ミラー７０によって集束しつつ、後述する偏
心量（傾斜角度γ１）に応じて第１折り返しミラー５０
に向かって反射し、第１折り返しミラー５０によって、
再び結像ミラー７０に向かって出射する。この結像ミラ
ー７０に向かって出射した光束は、第２折り返しミラー
６０に向かって反射し、第２折り返しミラー６０によっ
て反射され、上記偏向器４の等角速度的な偏向に伴っ
て、感光体８の被走査面を光スポットとして集光して等
速的に光走査する。

【００４０】従って、図１で説明した実施例と同様に、
１つの結像ミラー７０しか用いていないが、結像ミラー
７０で２回反射するため、２つの結像ミラー７０を用い
て収差を補正するものと同じ働きをさせることができ
る。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査
面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわ
ゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラ
ー等の偏向器４の面倒れによるピッチムラを補正するこ
とができる。

【００４１】次に、上記結像ミラー７０の反射面の形状
について説明する。図１８に示すように、結像ミラー７
０の反射面の形状は、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲
線を、副走査平面上での副走査方向の軸Ｘを回転軸とし
て点Ｏを中心に半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダ
ル形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラー
を用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難し
く、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しか
し、図１８に示すような構成にすれば、ハーフミラー等
を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査
線曲がりが小さい光学系を得ることができる。

【００４２】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。
図１４に示すように、角度γ１は結像ミラー７０の傾斜
角度を示しており、角度γ２は第１折り返しミラー５０
の傾斜角度を示している。さらに、角度γ３は第２折り
返しミラー６０の傾斜角度を示している。上記角度γ
１、γ２、γ３は、それぞれ偏向器４による走査平面に
直交する線を基準にして時計回りを正としている。ま
た、ｍ１は、上記偏向器４の偏向反射面から結像ミラー
７０の反射面までの水平方向の距離を示しており、ｍ２
は、第１折り返しミラー５０の反射面から結像ミラー７
０の反射面までの水平方向の距離を示している。さら
に、ｍ３は、第２折り返しミラー６０の反射面から結像
ミラー７０の反射面までの水平方向の距離を示してい
る。図１３では、わかりやすくするために、像高０の光
線のみを示している。

【００４３】（実施例５）Ｒｍ＝４２０Ｒｓ＝１４５．５ｍ１＝６５ｍ２＝２７．５ｍ３＝３０．６ γ１＝１５．２４゜ γ２＝２５゜ γ３＝２５゜

【００４４】図１５は、上記実施例５の収差図を示して
いる。図１５（ａ）は、偏向器４の回転時における動的
像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走
査方向を示している。図１５（ｂ）に示す実線は、走査
線曲がりを示している。また、図１５（ｃ）に示す破線
は、ｆθ特性を示している。

【００４５】上記第１、第２折り返しミラー５０、６０
及び上記結像ミラー７０の角度γ１、γ２、γ３を種々
変えることができ、これによって、レイアウトの自由度
を適宜に増すこともできる。

【００４６】図１４に示す例は、第１、第２折り返しミ
ラー５０、６０は、それぞれ独立したものとなっていた
が、図１６に示すように、上記第１、第２折り返しミラ
ー５０、６０に代えて１枚の第３折り返しミラー９０を
設ければ、折り返しミラー５０、６０を一体的に作るこ
とができ、コストを安くすることができる。上記実施例
５において、γ２＝γ３であり、反射面が同一平面上に
あるため、上述のように折り返しミラー５０、６０を一
体的に作ることができる。

【００４７】通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を
防止するために、図１７に示すようにハウジング１１な
どでほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査
装置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス１０
０を透過して感光体８の被走査面上に至る。従って、上
記折り返しミラー９０に代えた反射部分９０’を上記防
塵ガラス１００の所定の位置に蒸着させて作成すれば、
折り返しミラー９０と防塵ガラス１００の二つの機能を
兼ねることができ、コストを削減することができる。

【００４８】次に別の実施の形態について説明する。図
１９ないし図２０において、光源１から出射した発散光
束は、カップリングレンズ２を透過し、シリンドリカル
レンズ３を透過して副走査方向のみに収束し、偏向器４
の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結
像する。上記偏向器４は、入射光束を等角度速度的に偏
向する。上記偏向器４の偏向反射面により反射された光
束は、結像ミラー５０’によって集束しつつ、後述する
偏心量（傾斜角度ε１）に応じて副走査方向に曲率をも
ったシリンドリカルミラー６０’に向かって反射し、シ
リンドリカルミラー６０’によって、再び結像ミラー５
０’に向かって出射する。この結像ミラー５０’に向か
って出射した光束は、結像ミラー５０’によって、再び
シリンドリカルミラー６０’に向かって反射され、シリ
ンドリカルミラー６０’によって反射されて感光体８の
被走査面に至る。この反射光は、上記光偏向器４の等角
速度的な偏向に伴って、感光体８の被走査面を光スポッ
トとして集光して等速的に光走査する。このように、図
１９、図２０に示す実施の形態は、反射光学系の反射鏡
が副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラー６
０’である点が、これまでの実施の形態と異なってい
る。

【００４９】図１９、図２０に示す例では、図１及び図
１３で説明した実施例と同様に、１つの結像ミラー５
０’しか用いていないが、結像ミラー５０’で２回反射
するため、２つの結像ミラーを用いて収差を補正するも
のと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向
について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的
に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系
となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器４の面倒
れによるピッチムラを補正することができる。

【００５０】次に、上記結像ミラー５０’の反射面の形
状について説明する。結像ミラー５０’の反射面の形状
は、上記結像ミラー７の反射面の形状と同様である。従
って、結像ミラー５０’の反射面の形状は、図１２に示
すように、主走査平面上で点Ｏを中心に半径Ｒｍで描か
れた曲線Ｘ（Ｈ）を、主走査平面上で、かつ主走査方向
に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで
回転させたアナモフィックな形状である。従来から、ア
ナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されて
いるが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくな
る等の問題があった。しかし、図１２、図１９に示すよ
うな構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分
離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光
学系を得ることができる。

【００５１】また、上記シリンドリカルミラー６０’は
反射鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Ｒｃｙ
をもった形状をしている。このように、反射鏡にシリン
ドリカルミラー６０’を用いているため、副走査方向の
像面湾曲を補正するための設計自由度を増すことが可能
である。

【００５２】図１２に示す上記結像ミラー７と同様に、
結像ミラー５０’の形状をＸ（Ｈ）＝ＣＨ²／［１＋｛１−（１＋Ｋ）Ｃ²Ｈ²｝
^1/2］＋ΣＡｉ・Ｈⁱ Ｋ：円錐定数Ａｉ：非球面係数となる曲線Ｘ（Ｈ）を主走査平面上で、かつ主走査方向
に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで
回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正
することができる。

【００５３】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。
図２０に示すように、角度ε１は結像ミラー５０’の傾
斜角度を示しており、角度ε２はシリンドリカルミラー
６０’の傾斜角度を示している。上記角度ε１、ε２
は、それぞれ偏向器４による走査平面に直交する線を基
準にして時計回りを正としている。また、Ｌ１は、上記
偏向器４の偏向反射面から結像ミラー５０’の反射面ま
での水平方向の距離を示しており、Ｌ２は、シリンドリ
カルミラー６０’の反射面から結像ミラー５０’の反射
面までの水平方向の距離を示している。さらに、Ｌ３
は、上記偏向器４からの反射光束を反射する結像ミラー
５０の反射面から、その結像ミラー５０の反射面からの
反射光束を反射するシリンドリカルミラー６０’の反射
面までの垂直方向の距離を示している。図２０では、わ
かりやすくするために、像高０の光線のみを示してい
る。

【００５４】以下、具体的な実施例を挙げる。（実施例６）Ｒｍ＝３８０Ｒｓ＝１４７．７Ｋ＝−４．４Ｌ１＝５０Ｌ２＝１９．４５Ｌ３＝１１．６５ ε１＝１５．４６゜ ε２＝２５．１゜Ｒｃｙ＝１０００

【００５５】図２１は、上記実施例６の収差図を示して
いる。図２１（ａ）は、偏向器４の回動時における動的
像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走
査方向を示している。図２１（ｂ）に示す実線は、走査
線曲がりを示している。また、図２１（ｃ）に示す破線
は、ｆθ特性を示している。

【００５６】上記実施例６においては、円錐定数Ｋのみ
を使用しているが、非球面係数Ａｉも使用すれば、より
良好に収差を補正することができる。また、シリンドリ
カルミラー６０’や結像ミラー５０’の角度を種々変え
ることによって、適宜レイアウトを自由に設定すること
ができる。

【００５７】次に、上記結像ミラー５０’の形状につい
ての別の例を説明する。図１８に示すように、結像ミラ
ー５０’の反射面の形状は、副走査平面上で半径Ｒｓを
なす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸Ｘを回転
軸として点Ｏを中心に半径Ｒｍで回転させたノーマルト
ロイダル形状である。従来から、アナモフィックな結像
ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離
が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があっ
た。しかし、図１８、図１９に示すような構成にすれ
ば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することがで
き、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ること
ができる。

【００５８】以下、具体的な実施例を挙げる。（実施例７）Ｒｍ＝４２０Ｒｓ＝１６１Ｌ１＝６５Ｌ２＝２７．６Ｌ３＝１６．２７ ε１＝１５．２４゜ ε２＝２３．８５゜Ｒｃｙ＝１０００

【００５９】図２２は、上記実施例７の収差図を示して
いる。図２２（ａ）は、偏向器４の回動時における動的
像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走
査方向を示している。図２２（ｂ）に示す実線は、走査
線曲がりを示している。また、図２２（ｃ）に示す破線
は、ｆθ特性を示している。

【００６０】上記実施例７においても、シリンドリカル
ミラー６０’や結像ミラー５０’の角度を種々変えるこ
とによって、適宜レイアウトを自由に設定することがで
きる。この場合も、シリンドリカルミラー６０’は反射
鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Ｒｃｙをも
った形状をしている。反射鏡にシリンドリカルミラー６
０’を用いているため、副走査方向の像面湾曲を補正す
るための設計自由度を増すことが可能である。

【００６１】次に、本発明にかかる光走査装置のさらに
別の実施の形態について説明する。図２３に示すよう
に、上記偏向器４の偏向反射面により反射された光束
は、第１折り返しミラー５、結像ミラー７、第２折り返
しミラー６、結像ミラー７の順で反射され、感光体８の
被走査面に至る。一方、走査光束の外側の同期光束３１
は、第１折り返しミラー５によって、結像ミラー７に向
かって反射され、結像ミラー７によって、第２折り返し
ミラー６に向かって出射する。この第２折り返しミラー
６へ出射された同期光束３１は第２折り返しミラー６に
よって、再び結像ミラー７に向かって反射され、結像ミ
ラー７によって、第３折り返しミラー３３に向かって反
射される。この第３折り返しミラー３３に向かって反射
された同期光束３１は、結像ミラー７と第１折り返しミ
ラー５との間に配置されている第３折り返しミラー３３
によって、再び結像ミラー７に向かって反射され、結像
ミラー７によって、同期検知部３２に向かって出射され
る。このように、走査光束は結像ミラー７によって２回
反射されるのに対し、同期光束３１は結像ミラー７によ
って３回反射されるため、同期光束３１の光路を短くし
ても同期光束３１を走査光束から充分に離することがで
き、ユニットのコンパクト化を図ることができる。結像
ミラー７による光束の反射回数は任意であるが、走査光
束がｎ回多重反射されるとすれば、同期光束はｎ＋１回
以上反射されるものとする。

【００６２】図２３では、図１で説明した実施例におい
て、同期光束３１を多重反射させた例を示したが、図１
３で説明した実施例においても同期光束３１を多重反射
させることができる。その例を図２４に示す。図２４に
おいて、上記偏向器４の偏向反射面により反射された同
期光束３１を、結像ミラー７０によって、第１折り返し
ミラー５０に向かって反射させ、第１折り返しミラー５
０によって、再び結像ミラー７０に向かって出射させ
る。この結像ミラー７０へ出射された同期光束３１を結
像ミラー７０によって、第３折り返しミラー３３に向か
って反射させる。この第３折り返しミラー３３へ出射さ
れた同期光束３１を第３折り返しミラー３３によって、
再び結像ミラー７０に向かって反射させ、結像ミラー７
０によって、同期検知部３２に向かって出射させる。上
記第３折り返しミラー３３は、同期光束３１のみを結像
ミラー７０に向かって反射するミラーである。従って、
この実施例においても、同期光束３１を結像ミラー７０
で走査光束の反射回数よりも１回多く多重反射させるよ
うになっており、これにより、同期光束３１の光路を短
くしても同期光束３１を走査光束から充分に離すことが
でき、ユニットのコンパクト化を図ることができる。こ
の例の場合も、結像ミラー７０による走査光束の反射回
数をｎ回としたとき、、同期光束３１の結像ミラー７０
による反射回数はｎ＋１回以上とする。

【００６３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、アナモフ
ィックな結像ミラーに光束を多重反射させるようにした
ため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラー等を
用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離させるこ
とができる。また、光路長も見かけ上小さくすることが
できるため、装置全体を小型化にすることができる。

【００６４】請求項２記載の発明によれば、結像ミラー
は、主走査平面上で非球面形状をなす曲線を主走査平面
上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転さ
せた非球面形状にしたため、像面湾曲や等速性（ｆθ特
性）等の収差を良好にすることができる。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、反射光が複
数の反射鏡の間を通過する構成の場合、反射鏡は一体的
に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっ
ているため、コストを低減させることができる。

【００６６】請求項４記載の発明によれば、一体的に構
成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであ
るため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部
品点数を低減させ、コストを低減させることができる。

【００６７】請求項５記載の発明によれば、反射光学系
に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射するように
したため、分離角度をより大きくすることができ、レイ
アウトの自由度を増加することができる。

【００６８】請求項６記載の発明によれば、反射光学系
の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであ
るため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部
品点数を低減させ、コストを低減させることができる。

【００６９】請求項７記載の発明によれば、ノーマルト
ロイダル形状の結像ミラーに光束を多重反射させるよう
にしたため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラ
ー等を用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離さ
せることができる。また、光路長も見かけ上小さくする
ことができるため、装置全体を小型化にすることができ
る。

【００７０】請求項８記載の発明によれば、反射光学系
の反射鏡が、一体的に構成されているになっているた
め、コストを低減させることができる。

【００７１】請求項９記載の発明によれば、反射光学系
の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであ
るため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部
品点数を低減させ、コストを低減させることができる。

【００７２】請求項１０記載の発明によれば、反射鏡が
副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラーである
ため、副走査方向の像面湾曲を補正するための設計自由
度を増すことが可能である。

【００７３】請求項１１記載の発明によれば、光束を結
像ミラーでｎ回多重反射させるとき、同期光束を結像ミ
ラーでｎ＋１回以上反射させるようにしたため、同期光
束の光路を短くしても同期光束を走査光束から充分に離
すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走
査方向から示す模式図である。

【図２】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配置
図である。

【図３】本発明にかかる光走査装置の一実施例の収差図
である。

【図４】本発明にかかる光走査装置の別の実施例の収差
図である。

【図５】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を
副走査方向から示す光学配置図である。

【図６】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例
の収差図である。

【図７】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の
形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図８】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の
形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図９】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の
形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図１０】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
例の収差図である。

【図１１】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図１２】本発明にかかる光走査装置に用いられる結像
ミラーの構成を示す斜視図である。

【図１３】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態
を主走査方向から示す模式図である。

【図１４】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配
置図である。

【図１５】同上の光走査装置の一実施例の収差図であ
る。

【図１６】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態
を副走査方向から示す光学配置図である。

【図１７】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図１８】本発明にかかる光走査装置に用いられる別の
結像ミラーの構成を示す斜視図である。

【図１９】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を主走査方向から示す模式図である。

【図２０】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を副走査方向から示す光学配置図である。

【図２１】同上の光走査装置の一実施例の収差図であ
る。

【図２２】同上の光走査装置の別の実施例の収差図であ
る。

【図２３】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を主走査方向から示す模式図である。

【図２４】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施
の形態を主走査方向から示す模式図である。

【符号の説明】

１光源２カップリングレンズ３シリンドリカルレンズ４偏向器５第１折り返しミラー６第２折り返しミラー７結像ミラー８感光体３１同期光束３２同期検知部３３第３折り返しミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像と
して結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等
角速度的に偏向させる光偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、か
つ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラ
ーと、上記結像ミラーの反射面を含む複数の反射面が相対する
ように対向配置した反射光学系とを有し、上記複数の反射面は、各々光軸に対して偏心しており、
上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反
射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、主走査平面上で半径Ｒｍをなす曲線
を、主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半
径Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状であることを
特徴とする光走査装置。
【請求項２】上記結像ミラーは、主走査平面上で非球
面形状をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を
回転軸として半径Ｒｓで回転させた非球面形状であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】上記反射光学系は、その反射光が複数の
反射鏡の間を通過する構成であり、複数の反射鏡は一体
的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体にな
っていることを特徴とする請求項１または２記載の光走
査装置。
【請求項４】一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラ
スに蒸着を施したものであることを特徴とする請求項３
記載の光走査装置。
【請求項５】上記反射光学系に入射する光束は、最初
に結像ミラーに入射することを特徴とする請求項１、２
記載の光走査装置。
【請求項６】上記反射光学系の反射鏡は、防塵ガラス
の一部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求
項５記載の光走査装置。
【請求項７】光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像と
して結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等
角速度的に偏向させる光偏向器と、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、か
つ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラ
ーと、上記結像ミラーの反射面を含む複数の反射面が相対する
ように対向配置した反射光学系とを有し、上記複数の反射面は、各々光軸に対して偏心しており、
上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反
射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲線
を、副走査平面上での副走査方向の軸を回転軸として半
径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダル形状であること
を特徴とする光走査装置。
【請求項８】上記反射光学系の反射鏡は、一体的に構
成されていることを特徴とする請求項７記載の光走査装
置。
【請求項９】上記反射光学系の反射鏡は、透明体の一
部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求項７
または８記載の光走査装置。
【請求項１０】上記反射光学系の反射鏡は、副走査方
向に曲率をもったシリンドリカルミラーであることを特
徴とする請求項１または７記載の光走査装置。
【請求項１１】光束を結像ミラーでｎ回多重反射させ
るとき、同期光束を結像ミラーでｎ＋１回以上反射させ
ることを特徴とする請求項１または７記載の光走査装
置。