JPH11218700A

JPH11218700A - 光ビーム走査光学装置

Info

Publication number: JPH11218700A
Application number: JP2305498A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Inagaki; 義弘稲垣
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の光ビームの像面上での副走査方向の間
隔を簡単な構成で微調整可能な光ビーム走査光学装置を
得る。【解決手段】光ビームＢ₁，Ｂ₂を放射する光源ユニッ
ト１と、光ビームＢ₁，Ｂ₂を副走査方向に集光する２枚
のシリンドリカルレンズ５，６と、光ビームＢ₁，Ｂ₂を
同時に主走査方向に偏向するポリゴンミラー９と、走査
レンズ１０とを備えた光ビーム走査光学装置。２枚のシ
リンドリカルレンズ５，６は光軸に直交する面上で互い
の回転角度を調整可能に、かつ、調整角度を保持した状
態で固定可能に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビーム走査光学
装置、詳しくは、レーザプリンタやデジタル複写機の画
像書込み手段として用いられる光ビーム走査光学装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真感光体への画像書込み手
段として種々の光ビーム走査光学装置が知られている。
それらは、基本的に光源ユニットから放射された光ビー
ムをポリゴンミラーで偏向走査し、ｆθレンズ等を介し
て感光体上に結像している。

【０００３】ところで、近年では、画素密度を高めた
り、画像書込み速度を高めることが求められている。そ
のために、複数の光ビームを同時に放射して副走査方向
に近接した状態で偏向走査し、１回の走査で複数のライ
ンずつ画像を書き込むマルチビーム方式の光学装置が開
発されている。

【０００４】この種のマルチビーム方式にあっては、複
数の光ビームの像面上での副走査方向の間隔を設計値ど
おりに設定するために微調整することが必要である。ビ
ーム間隔に関しては、特開昭５６−１０４３１５号公報
に、イメージローテータを用いて光ビームを回転させ、
副走査方向のビーム間隔を切り換える技術が開示されて
いる。また、特開昭５７−５４９１４号公報には、副走
査方向のみ倍率を変更する変倍機構を用いて副走査方向
のビーム間隔を切り換える技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報に
記載のビーム間隔の切換え技術は、印字密度の切換えを
想定したものであり、ビーム間隔の変化幅を大きく設定
可能であるが、ビーム間隔の微調整の目的には過大なも
ので、専用のイメージローテータや変倍機構を設ける必
要があり、コストアップを招くという問題点を有してい
る。

【０００６】そこで、本発明の目的は、複数の光ビーム
の像面上での副走査方向の間隔を簡単な構成で微調整可
能な光ビーム走査光学装置を提供することにある。

【０００７】

【発明の要旨及び効果】以上の目的を達成するため、本
発明に係る光ビーム走査光学装置は、複数の光ビームを
放射する光源ユニットと偏向器との間に、光ビームを副
走査方向に集光する２枚のシリンドリカルレンズと、該
レンズを所定位置に保持する保持手段とを設け、この保
持手段に、２枚のシリンドリカルレンズを光軸に直交す
る面上で互いの回転角度を調整可能、かつ、調整角度を
保持した状態で固定可能な機能を持たせた。

【０００８】副走査方向にパワーを有する２枚のシリン
ドリカルレンズを光軸に直交する面上で相対的な回転角
度を変更することにより、複数の光ビームの副走査方向
の間隔が変化する。光学系のスペックにもよるが、相対
角度１゜に対して像面上でのビーム像点の副走査方向の
間隔を１０μｍオーダーで調整可能である。

【０００９】本発明によれは、２枚のシリンドリカルレ
ンズを互いに光軸に直交する面上での回転角度を微調整
可能に保持するという簡単な構成で、像面上での光ビー
ムの副走査方向の間隔を微調整することができ、高品質
の画像を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ビーム走査
光学装置の実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１１】図１において、光ビーム走査光学装置は、
概略、レーザダイオード２及びコリメータレンズ３から
なる光源ユニット１と、凹凸各１枚のシリンドリカルレ
ンズ５，６と、ポリゴンミラー９と、３本のｆθレンズ
１１，１２，１３及びシリンドリカルレンズ１４を組み
合わせた走査レンズ１０と、平面ミラー１５とで構成さ
れている。

【００１２】レーザダイオード２は、二つの発光点から
それぞれ光ビームＢ₁，Ｂ₂を所定の間隔で放射するもの
で、画像信号に基づいて変調制御される。レーザダイオ
ード２から放射された各光ビームＢ₁，Ｂ₂は拡散光であ
り、コリメータレンズ３によって平行光又は収束光とさ
れ、シリンドリカルレンズ５，６を介してポリゴンミラ
ー９に到達する。シリンドリカルレンズ５，６は各光ビ
ームＢ₁，Ｂ₂をポリゴンミラー９の偏向面近傍に副走査
方向に集光する。

【００１３】ポリゴンミラー９は矢印ａ方向に一定速度
で回転駆動される。光ビームＢ₁，Ｂ₂はポリゴンミラー
９の回転に基づいて各偏向面で等角速度に偏向され、走
査レンズ１０を透過し、平面ミラー１５で反射され、感
光体ドラム４０上で結像すると共に、矢印ｂ方向に走査
する。ｆθレンズ１１，１２，１３はポリゴンミラー９
で等角速度に偏向された光ビームを受光面（感光体ドラ
ム４０）上での主走査速度を等速に補正する機能、即
ち、歪曲収差を補正する機能を有している。シリンドリ
カルレンズ１４は副走査方向にのみパワーを有し、前記
シリンドリカルレンズ５，６と協働してポリゴンミラー
９の面倒れ誤差を補正する。

【００１４】感光体ドラム４０は矢印ｃ方向に一定速度
で回転駆動され、ポリゴンミラー９及び走査レンズ１０
による矢印ｂ方向への主走査と、感光体ドラム４０の矢
印ｃ方向への副走査によって感光体ドラム４０上に画像
（静電潜像）が書き込まれる。

【００１５】次に、シリンドリカルレンズ５，６及びそ
の保持機構２０，３０について説明する。シリンドリカ
ルレンズ５は副走査方向にのみ正の屈折力を有し、光源
ユニット１側に凸面を向けた凸レンズである。シリンド
リカルレンズ６は副走査方向にのみ負の屈折力を有し、
光源ユニット１側に平面を向けた凹レンズである。ちな
みに、いまひとつのシリンドリカルレンズ１４は副走査
方向にのみ正の屈折力を有し、光源ユニット１側に凸面
を向けた凸レンズである。

【００１６】図２、図３はシリンドリカルレンズ５，６
の保持機構２０を示す。この保持機構２０は、基台２１
と鏡胴２２，２３とで構成されている。鏡胴２２，２３
は断面円形の筒状をなし、レンズ５は鏡胴２２の凹所２
２ａに、レンズ６は鏡胴２３の台座部２３ａに、接着剤
等にて固着されている。鏡胴２２は基台２１のＶ溝２１
ａに載置され、板ベルト２５の両端部を基台２１上にね
じ２６で止着することにより、Ｖ溝２１ａに圧着／固定
されている。また、この鏡胴２２は板ベルト２５を弛め
た状態で回転可能であり、その回転角度を微調整するこ
とができる。

【００１７】いまひとつの鏡胴２３は前記鏡胴２２に回
転可能に挿入され、ねじ２７を鏡胴２２の外側から螺着
することで鏡胴２２に同軸上に固定される。この鏡胴２
３はねじ２７を弛めることでその回転角度を微調整する
ことができる。

【００１８】即ち、前記保持機構２０によってレンズ
５，６は光ビームＢ₁，Ｂ₂の光軸に直交する面に位置
し、光軸に直交する面上で独立して回転角度を変更する
ことができ、両者の相対角度を微調整可能である。

【００１９】以下に示す表１は、保持機構２０上でのシ
リンドリカルレンズ５，６の回転角度と像面（感光体
面）上でのビーム集光位置（像点）の副走査方向のずれ
量を示す。像点のずれ量はコンピュータでのシミュレー
ションによって計算した。シリンドリカルレンズ５の焦
点距離は５０ｍｍ、シリンドリカルレンズ６の焦点距離
は−５０ｍｍ、両者の合成焦点距離は１２０ｍｍであ
る。また、レーザダイオード２の発光点間隔は０．１ｍ
ｍである。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１において、相対角度は鏡胴２２に対す
る鏡胴２３の角度である。シリンドリカルレンズ５の角
度は光学装置の図示しないハウジングに対する鏡胴２２
の角度である。但し、２枚のシリンドリカルレンズ５，
６の角度は自由に選択できるわけではなく、像面上での
光ビームのスポット形状が崩れずに集光できるように調
整する必要がある。表１に示す角度はそのようにして選
択されたものである。なお、表１では示していないが、
回転方向を逆にすることによって像点がずれる方向を逆
にすることができる。即ち、像面上での副走査方向のビ
ーム集光位置の間隔が目標値よりも広い場合と狭い場合
とで回転方向を逆にすればよい。但し、レンズ５，６の
回転方向は同一方向である。

【００２２】図４、図５はシリンドリカルレンズ５，６
のいまひとつの保持機構３０を示す。この保持機構３０
は、基台３１と鏡胴３２，３３とで構成されている。レ
ンズ５，６は断面円形の筒状をなす鏡胴３２，３３の台
座部３２ａ，３３ａにそれぞれ接着剤等で固定されてい
る。鏡胴３２，３３は基台３１のベース部３１ａと壁部
３１ｂとのコーナー部に板ベルト３５にてそれぞれ圧着
／固定されている。板ベルト３５の固定用ねじ３６を弛
めることで、鏡胴３２，３３の回転角度をそれぞれ独立
して微調整することができる。さらに、この保持機構３
０では鏡胴３２，３３の光軸方向の位置も変更可能であ
り、レンズ５，６の間隔を微調整することができる。

【００２３】以下に示す表２は、保持機構３０上でのシ
リンドリカルレンズ５，６の回転角度と像面（感光体
面）上でのビーム集光位置（像点）の副走査方向のずれ
量を示す。前記表１と同様にシミュレートした。シリン
ドリカルレンズ５の焦点距離は３０ｍｍ、シリンドリカ
ルレンズ６の焦点距離は−３０ｍｍ、両者の合成焦点距
離は１２０ｍｍである。また、レーザダイオード２の発
光点間隔は０．１ｍｍである。

【００２４】この保持機構３０にあっては、レンズ５，
６の間隔をも調整可能であり、合成焦点距離を１２０ｍ
ｍ前後に微調整することができる。表２に示すずれ量
は、回転角度０゜のときに合成焦点距離を１２０ｍｍに
調整したレンズ間隔を維持し、レンズ５，６をそれぞれ
回転させた場合の値である。

【００２５】

【表２】

【００２６】以上の説明から明らかなように、本実施形
態によれば２枚のシリンドリカルレンズを光軸と直交す
る面上で回転させて相対的な回転角度を変更すること
で、光ビームの像点を副走査方向にずらし、複数の光ビ
ームの間隔を微調整することが可能である。

【００２７】なお、本発明に係る光ビーム走査光学装置
は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範
囲内で種々に変更することができる。

【００２８】特に、光ビームの本数は２本のみならず、
それよりも多い本数で同時に感光体面上を走査してもよ
い。また、発光源としては、単一の光ビームを放射する
レーザダイオードを複数個設置し、各レーザダイオード
から放射される光ビームを光学的結合素子を用いて副走
査方向に所定の間隔で同一進行方向に結合してもよい。
さらに、レンズ保持機構における鏡胴の構成やその回転
／固定手段は任意である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である光ビーム走査光学装
置を示す斜視図。

【図２】レンズ保持機構の第１例を示す斜視図。

【図３】図２に示したレンズ保持機構の断面図。

【図４】レンズ保持機構の第２例を示す斜視図。

【図５】図４に示したレンズ保持機構の断面図。

【符号の説明】

１…光源ユニット５，６…シリンドリカルレンズ９…ポリゴンミラー２０，３０…レンズ保持機構２１，３１…基台２２，２３，３２，３３…鏡胴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ビームを放射する光源ユニット
と、前記光源ユニットから放射された複数の光ビームを同時
に主走査方向に偏向する偏向器と、前記光源ユニットと偏向器との間に設置され、光ビーム
を副走査方向に集光する２枚のシリンドリカルレンズ
と、前記２枚のシリンドリカルレンズを、光軸に直交する面
上で互いの回転角度を調整可能に、かつ、調整角度を保
持した状態で固定可能なレンズ保持手段と、を備えたことを特徴とする光ビーム走査光学装置。