JPH11295634A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像度等の性能が異なる複数の機種につい
て、同一のスリット部材を用いることができる走査光学
装置を提供することを課題(目的)とする。 【解決手段】 半導体レーザー２１から発するビームを
平行光にするコリメートレンズ２２、副走査方向に正の
パワーを持つシリンドリカルレンズ２３、ビーム径を決
定するスリット部材２４、ビームを反射、偏向させるポ
リゴンミラー３０、ｆθレンズ４０、ビームを反射させ
て感光体ドラムに導く光路屈折ミラー５０を備えてい
る。スリット部材２４はビームの進行方向に沿って底壁
１１に対してスライド可能な可動ベース２５上に固定さ
れている。ボルト２７を緩めれば、ガイド溝１１ａに沿
ってｘ方向にスライド可能であり、これによりスリット
部材２４の配置位置を変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザープリン
ターやレーザーファクシミリ等に用いられる走査光学装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の走査光学装置の光学系は、例えば
図３(a)、(b)に示されるように、半導体レーザー１から
発するビームをコリメートレンズ２により平行光にした
後、シリンドリカルレンズ３によりポリゴンミラー４の
位置で副走査方向において一旦収束させ、ポリゴンミラ
ー４で反射、偏向されたビームを図示せぬｆθレンズを
介して収束させて感光体ドラム上を走査するスポットを
形成する。

【０００３】図３(a)に示す従来例では、コリメートレ
ンズ２とシリンドリカルレンズ３との間にスリット部材
５ａが固定されており、図３(b)に示す従来例ではシリ
ンドリカルレンズ３とポリゴンミラー４との間にスリッ
ト部材５ｂが固定されている。なお、図３(a)、(b)は、
いずれも副走査面内の説明図である。

【０００４】これらのスリット部材５ａ，５ｂのスリッ
ト幅は、いずれも走査光学装置の特性、機能に応じて定
められる。すなわち、スリット幅が大きい場合には、光
学系のＦナンバーが小さくなるため、感光体ドラム上の
スポットサイズを小さく絞ることができ、高解像度化に
有利である反面、焦点深度が小さくなるため、光学部品
の加工精度や位置精度が高く要求されると共に、ｆθレ
ンズの副走査方向の像面湾曲量も小さく抑えなければな
らない。これに対してスリット幅が小さい場合には、解
像度を高くすることはできないが、加工精度、位置誤差
や像面湾曲に対する許容幅を大きくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の走査光学装置においては、スリット部材５ａ，
５ｂが図示した位置に固定して設けられているため、異
なる機種毎に適正なスリット幅を持つスリット部材を用
意する必要があり、スリット部材の管理が煩雑であっ
た。

【０００６】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、解像度等の性能が異なる複
数の機種について、同一のスリット部材を用いることが
できる走査光学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】この発明にかかる走査光
学装置は、ビームを発する光源と、光源から発したビー
ムを少なくとも一方向において収束させる第１のレンズ
と、第１のレンズによるビームの収束点近傍に配置さ
れ、入射するビームを反射し、第１のレンズによって収
束される方向にほぼ直交する面内で偏向させる偏向器
と、偏向器により反射、偏向されたビームを露光対象面
上に収束させる第２のレンズと、第１のレンズと偏向器
との間にビームの進行方向に沿って移動可能に配置され
たスリット部材とを備えることを特徴とする。

【０００８】上記の構成によれば、スリット部材が収束
ビーム中に配置されているため、スリット部材をビーム
の進行方向に沿って移動調整することにより、スリット
を透過するビームとスリット部材により遮断されるビー
ムとの割合を変えることができる。第１のレンズとして
は、アナモフィックレンズ、より具体的にはシリンドリ
カルレンズを用いることができる。また、この場合、第
２のレンズとしても、アナモフィックレンズが用いられ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる走査光学
装置の実施形態を説明する。図１は実施形態の走査光学
装置の主走査面内の平面図、図２はその光学系の一部を
示す副走査方向の説明図である。実施形態の走査光学装
置は、レーザープリンターに使用される露光ユニットで
あり、入力される描画信号にしたがってON/OFF変調され
たレーザー光を感光体ドラム上で走査させ、静電潜像を
形成する。

【００１０】実施形態の走査光学装置は、図１に示され
るように、樹脂製のケーシング１０と、このケーシング
に固定された光学部品とから構成される。ケーシング１
０は、底壁１１と、この底壁１１の周囲に立設された側
壁１２とを備えている。

【００１１】光学系は、光源である半導体レーザー２
１、この半導体レーザー２１から発するビームを平行光
にするコリメートレンズ２２、副走査方向に正のパワー
を持つ第１のアナモフィックレンズであるシリンドリカ
ルレンズ２３、ビーム径を決定するスリット部材２４、
ビームを反射、偏向させる偏光器としてのポリゴンミラ
ー３０、第２のアナモフィックレンズであるｆθレンズ
４０、そしてｆθレンズ４０から射出したビームを反射
させて図示せぬ感光体ドラムに導く光路屈折ミラー５０
を備えている。

【００１２】半導体レーザー２１とコリメートレンズ２
２とは、一体として光源ユニット２０に保持されてお
り、この光源ユニット２０が側壁１２に取り付けられて
いる。シリンドリカルレンズ２３は、ケーシング１０の
底壁１１に直接固定され、スリット部材２４はビームの
進行方向に沿って底壁１１に対してスライド可能な可動
ベース２５上に固定されている。

【００１３】可動ベース２５は、底壁１１に形成された
ガイド溝１１ａに嵌合して配置されており、中央に形成
された長穴２６を貫通して底壁１１に螺合するボルト２
７を締め付けることにより位置決めされる。ボルト２７
を緩めれば、ガイド溝１１ａに沿ってｘ方向にスライド
可能であり、これによりスリット部材２４の配置位置を
変更することができる。

【００１４】ポリゴンミラー３０は、スキャナモータ３
１の回転軸に取り付けられており、このスキャナモータ
３１が駆動回路と共に基板３２に固定されており、基板
３２がケーシング１０の底壁１１にネジ止めされてい
る。ｆθレンズ４０は、第１レンズ４１と第２レンズ４
２とから構成されている。なお、図中の符号６０は、ポ
リゴンミラー３０により反射された走査範囲外のビーム
を反射させるミラー、６１はこのミラーで反射されたビ
ームを検出して水平同期信号を出力するセンサである。

【００１５】上記の構成によれば、半導体レーザー２１
から発した発散ビームはコリメートレンズ２２により平
行光とされ、シリンドリカルレンズ２３を透過してポリ
ゴンミラー３０の近傍で副走査方向に収束し、ポリゴン
ミラー３０で反射、偏向された後、発散光となってｆθ
レンズ４０に入射する。ｆθレンズ４０は、全体として
主走査方向に比較的弱い正のパワーを有すると共に、副
走査方向に比較的強い正のパワーを有し、ポリゴンミラ
ーにより反射、偏向されるビームを主走査、副走査の両
方向において収束させる。ｆθレンズから射出されたビ
ームは、光路屈折ミラー５０により反射され、図示せぬ
感光体ドラム上には主走査方向に走査するスポットが形
成される。

【００１６】レーザー光は、副走査方向においてはシリ
ンドリカルレンズ２３によりポリゴンミラー３０の反射
面の近傍で一旦収束し、ｆθレンズ４０のパワーにより
感光体ドラム上に再度収束する。このように反射面と感
光体ドラムの面とをｆθレンズ４０を介して共役にする
ことにより、ポリゴンミラー３０の反射面の面倒れ誤差
による感光体ドラム上での走査線のズレを防止できる。

【００１７】スリット部材２４の位置は、走査光学装置
の特性、機能に応じて定められる。図２に示されるよう
に、シリンドリカルレンズ２３とポリゴンミラー３０と
の間の光路中では、ビームは副走査方向において収束光
となっているため、スリット部材２４を、ｘ方向に移動
させることにより、スリット２４ａを透過するビームと
スリット部材２４により遮断されるビームとの割合を変
えることができる。すなわち、スリット部材２４をシリ
ンドリカルレンズ２３に近づく方向に移動させれば、ス
リット２４ａを透過するビームの量が相対的に小さくな
り、かつ、ビーム径が小さくなる。これに対して、スリ
ット部材２４をポリゴンミラー３０に近づく方向に移動
させれば、スリット２４ａを透過するビームの量が相対
的に大きくなり、かつ、ビーム径は大きくなる。

【００１８】前述のように解像度を高くするためにはス
リット幅は大きい方が望ましく、かつ、半導体レーザー
２１から発したエネルギーを有効に利用することもでき
る。ただし、スリット幅が大きいと焦点深度が小さくな
るため、光学部品の性能、特にｆθレンズ４０の像面湾
曲が大きいと、感光体ドラム上のスポットサイズを所定
の許容範囲内に抑えることができなくなる。そこで、当
該装置において、感光体ドラム上のスポットサイズが所
定の許容範囲内に収めることができる範囲で、できる限
りビーム径を大きくするようにスリット部材２４の位置
が決定される。

【００１９】スリット部材２４の位置は、装置の設計値
と実際に加工、組立した際の性能とを考慮して決定され
る。すなわち、第１段階では、特定の機種について、そ
の設計値に基づく性能を考慮してスリット部材の初期位
置を求める。そして、個々の製品について、試験により
レンズの加工誤差や部品の組立誤差による影響を求め、
これに基づいて前記の初期位置を修正し、個々の製品に
最適な位置を決定する。

【００２０】なお、シリンドリカルレンズ２３とポリゴ
ンミラー３０との間のビームは、主走査方向については
平行光であるため、スリット部材２４の位置調整は主走
査方向のビーム径には影響しない。実施形態のように面
倒れ補正のためにアナモフィックなレンズ系を用いる場
合には、レンズのパワーは副走査方向において大きくな
るため、像面湾曲も一般に副走査方向において特に問題
となる。主走査方向の像面湾曲は、副走査方向のそれと
比較するとかなり小さいため、主走査方向のビーム径を
調整する必要性は低い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１のレンズと偏向器との間に配置されたスリット
部材の位置を装置の解像度と光学部品の性能等とに応じ
て調整することにより、個々の装置に適したビーム径を
設定することができる。したがって、性能が異なる複数
の機種の装置について同一のスリット部材を用いること
ができるばかりでなく、同一機種の装置についても、個
々の装置固有の部品の加工誤差や組立毎に基づいて微少
な調整を行うことができる。この結果、スリット部材の
部品管理が容易となり、生産効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態にかかる走査光学装置を示す主走査
方向の平面図。

【図２】 図１の装置の光学系の一部を示す副走査方向
の説明図。

【図３】 従来の走査光学装置の光学系の一部を示す副
走査方向の説明図。

【符号の説明】

１０ ケーシング ２１ 半導体レーザー ２２ コリメートレンズ ２３ シリンドリカルレンズ ２４ スリット部材 ３０ ポリゴンミラー ４０ ｆθレンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビームを発する光源と、 前記光源から発したビームを少なくとも一方向において
   収束させる第１のレンズと、 前記第１のレンズによるビームの収束点近傍に配置さ
   れ、入射するビームを反射し、第１のレンズによって収
   束される方向に略直交する面内で偏向させる偏向器と、 前記偏向器により反射、偏向されたビームを露光対象面
   上に収束させる第２のレンズと、 前記第１のレンズと前記偏向器との間にビームの進行方
   向に沿って移動可能に配置されたスリット部材とを備え
   ることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】前記第１のレンズはアナモフィックレンズ
   であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】前記第１のレンズはシリンドリカルレンズ
   であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】前記第２のレンズはアナモフィックレンズ
   であることを特徴とする請求項２または３に記載の走査
   光学装置。