JP2001021822A - 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置Info
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被走査面上における主走査方向又は／及び副走
査方向の光束の結像位置の調整を容易に精度良く行なう
ことができる光走査光学系及びそれを用いた画像形成装
置を得ること。 【解決手段】光源手段１から出射した光束を光偏向器９
の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入
射させる第１の光学系２１と、該光偏向器で偏向反射さ
れた光束を被走査面１１上に結像させる第２の光学系２
２と、を有する光走査光学系において、該第１の光学系
は第１のレンズ２、第２のレンズ４、そして副走査方向
に屈折力を有するシリンドリカルレンズ６を有し、該第
２のレンズ又は／及びシリンドリカルレンズを光軸方向
に移動させることにより、該被走査面上における光束の
結像位置の調整を行なうこと。
査方向の光束の結像位置の調整を容易に精度良く行なう
ことができる光走査光学系及びそれを用いた画像形成装
置を得ること。 【解決手段】光源手段１から出射した光束を光偏向器９
の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入
射させる第１の光学系２１と、該光偏向器で偏向反射さ
れた光束を被走査面１１上に結像させる第２の光学系２
２と、を有する光走査光学系において、該第１の光学系
は第１のレンズ２、第２のレンズ４、そして副走査方向
に屈折力を有するシリンドリカルレンズ６を有し、該第
２のレンズ又は／及びシリンドリカルレンズを光軸方向
に移動させることにより、該被走査面上における光束の
結像位置の調整を行なうこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光走査光学系及びそ
れを用いた画像形成装置に関し、特に被走査面上の主走
査方向又は／及び副走査方向の光束の結像位置の調整を
簡易な構成で精度良く行なうことができる、例えば電子
写真プロセスを有するレーザービームプリンター（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の画像形成装置に好適なもので
ある。
れを用いた画像形成装置に関し、特に被走査面上の主走
査方向又は／及び副走査方向の光束の結像位置の調整を
簡易な構成で精度良く行なうことができる、例えば電子
写真プロセスを有するレーザービームプリンター（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の画像形成装置に好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より光走査光学系は高速化、高解像
度化を図るための一手段としてオーバーフィルド(0verf
illed)光学系（ＯＦＳ）が用いられている。このオーバ
ーフィルド光学系は回転多面鏡の反射面（偏向面）の数
を増やし、反射面に幅の広い光束を照射することを特徴
としている。回転多面鏡の反射面は広い入射光束の中で
実質的に偏向走査するに必要な光束幅を備えていれば良
いので、該回転多面鏡は小径で面数を増やすことが可能
になり高速化に適している。
度化を図るための一手段としてオーバーフィルド(0verf
illed)光学系（ＯＦＳ）が用いられている。このオーバ
ーフィルド光学系は回転多面鏡の反射面（偏向面）の数
を増やし、反射面に幅の広い光束を照射することを特徴
としている。回転多面鏡の反射面は広い入射光束の中で
実質的に偏向走査するに必要な光束幅を備えていれば良
いので、該回転多面鏡は小径で面数を増やすことが可能
になり高速化に適している。
【０００３】しかしながらその反面、回転多面鏡の反射
面は広い光束中を角度を変えながら回転移動するので回
転角θに伴って反射光束幅が１／ｃｏｓθに変化する。
これは被走査面上の主走査方向のスポット径が変動する
要因となる。また半導体レーザーを光源とすると入射光
束に強度分布が生じ、反射面の回転移動に伴って偏向光
束のエネルギーが変化して画像濃度むら等の原因にな
る。
面は広い光束中を角度を変えながら回転移動するので回
転角θに伴って反射光束幅が１／ｃｏｓθに変化する。
これは被走査面上の主走査方向のスポット径が変動する
要因となる。また半導体レーザーを光源とすると入射光
束に強度分布が生じ、反射面の回転移動に伴って偏向光
束のエネルギーが変化して画像濃度むら等の原因にな
る。
【０００４】オーバーフィルド光学系にはこのような特
徴を原理的に持っているので装置構成において回転多面
鏡に入射する光束は該回転多面鏡の走査角が振り分けに
なるように走査レンズ系（ｆθレンズ系）の光軸上から
入射させることが望ましい。即ち光源から出射した光束
は主走査断面内において回転多面鏡の偏向角の略中央か
ら走査レンズ系を介して入射させることが良い。
徴を原理的に持っているので装置構成において回転多面
鏡に入射する光束は該回転多面鏡の走査角が振り分けに
なるように走査レンズ系（ｆθレンズ系）の光軸上から
入射させることが望ましい。即ち光源から出射した光束
は主走査断面内において回転多面鏡の偏向角の略中央か
ら走査レンズ系を介して入射させることが良い。
【０００５】さらに回転多面鏡に入射する入射光束と該
回転多面鏡で反射偏向する走査光束（偏向光束）との干
渉を避けるために、該入射光束は副走査断面内において
斜めの角度を有して回転多面鏡に入射させるのが良い。
斜め入射の角度は偏向走査にともなう結像性能の劣化を
抑えるためにせいぜい１度程度に設定され、入射光束と
偏向光束とを分離している。
回転多面鏡で反射偏向する走査光束（偏向光束）との干
渉を避けるために、該入射光束は副走査断面内において
斜めの角度を有して回転多面鏡に入射させるのが良い。
斜め入射の角度は偏向走査にともなう結像性能の劣化を
抑えるためにせいぜい１度程度に設定され、入射光束と
偏向光束とを分離している。
【０００６】また走査レンズ系は回転多面鏡の近傍に配
置され、偏向光束を被走査面上にて主走査方向に等速走
査で走査および結像させる。また被走査面近傍に副走査
方向に屈折力を有するレンズを配置し、偏向光束を副走
査方向に結像させている。走査レンズ系はその配置から
入射光束も透過するため、入射光学系の一部としても機
能している。
置され、偏向光束を被走査面上にて主走査方向に等速走
査で走査および結像させる。また被走査面近傍に副走査
方向に屈折力を有するレンズを配置し、偏向光束を副走
査方向に結像させている。走査レンズ系はその配置から
入射光束も透過するため、入射光学系の一部としても機
能している。
【０００７】入射光学系は光源手段と走査レンズ系との
間に集光レンズと副走査方向に光束を収束させるシリン
ドリカルレンズとを有し、これらのレンズと走査レンズ
系とにより、該光源手段から出射した光束を回転多面鏡
の反射面近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）と
して結像させている。
間に集光レンズと副走査方向に光束を収束させるシリン
ドリカルレンズとを有し、これらのレンズと走査レンズ
系とにより、該光源手段から出射した光束を回転多面鏡
の反射面近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）と
して結像させている。
【０００８】走査レンズ系の焦点距離ｆは回転多面鏡の
面数Ｎ、被走査面上の走査幅Ｗ、走査効率ηとすると、 Ｗ＝４πηｆ／Ｎ の関係式から求まる。オーバーフィルド光学系の特徴を
生かしてＮ＝１２面としＷ＝３５２．２(mm)、η＝０．
９とするとｆ＝３４５(mm)となり、走査レンズ系の焦点
距離はかなり長くなることがわかる。走査レンズ系の焦
点距離が長くなるとレンズ面の面精度誤差は被走査面上
の結像位置ずれに敏感になるためレンズ面の加工精度が
厳しくなる。また高精細を狙って主走査方向のスポット
径を小さくしていくと焦点深度が狭くなり結像位置ずれ
の許容範囲が小さくなるなどスポット性能を満足させる
ことが難しくなりコストアップの原因となる。
面数Ｎ、被走査面上の走査幅Ｗ、走査効率ηとすると、 Ｗ＝４πηｆ／Ｎ の関係式から求まる。オーバーフィルド光学系の特徴を
生かしてＮ＝１２面としＷ＝３５２．２(mm)、η＝０．
９とするとｆ＝３４５(mm)となり、走査レンズ系の焦点
距離はかなり長くなることがわかる。走査レンズ系の焦
点距離が長くなるとレンズ面の面精度誤差は被走査面上
の結像位置ずれに敏感になるためレンズ面の加工精度が
厳しくなる。また高精細を狙って主走査方向のスポット
径を小さくしていくと焦点深度が狭くなり結像位置ずれ
の許容範囲が小さくなるなどスポット性能を満足させる
ことが難しくなりコストアップの原因となる。
【０００９】このような対策として主走査方向の結像位
置を調整する手段としては、例えば特開平10-206783 号
公報で提案されているようにレーザアセンブリとして光
源を保持部材を介して調整可能な構成とし、被走査面上
での結像位置を見ながら調整する手段がある。
置を調整する手段としては、例えば特開平10-206783 号
公報で提案されているようにレーザアセンブリとして光
源を保持部材を介して調整可能な構成とし、被走査面上
での結像位置を見ながら調整する手段がある。
【００１０】しかながらオーバーフィルド光学系は光源
の光量利用効率が低いために１０ｍＷを越える大出力の
半導体レーザを必要とするので、光源の故障、劣化が懸
念される。したがって光源は消耗品としての位置づけで
交換できるような部品構成にしておかないと光学系単位
の再調整作業となりコストアップの原因となる。
の光量利用効率が低いために１０ｍＷを越える大出力の
半導体レーザを必要とするので、光源の故障、劣化が懸
念される。したがって光源は消耗品としての位置づけで
交換できるような部品構成にしておかないと光学系単位
の再調整作業となりコストアップの原因となる。
【００１１】他の主走査方向の結像位置を調整する手段
としては光源と集光レンズとを同一ユニット内に収納
し、該ユニットを光軸方向に移動させる方法がある。し
かしながら数ｍｍ程度も移動させるユニットのメカ的構
成を考えたとき、ユニットの光軸方向にたいする傾きを
抑えるためにはメカ的な平行偏心公差が厳しく部品とし
て高額となるなどコストが高くなることが避けられな
い。
としては光源と集光レンズとを同一ユニット内に収納
し、該ユニットを光軸方向に移動させる方法がある。し
かしながら数ｍｍ程度も移動させるユニットのメカ的構
成を考えたとき、ユニットの光軸方向にたいする傾きを
抑えるためにはメカ的な平行偏心公差が厳しく部品とし
て高額となるなどコストが高くなることが避けられな
い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は光源手段から
の光束を光偏向器に導光する第１の光学系の一要素を構
成する一部のレンズを光軸方向に移動させることによ
り、被走査面上における光束の結像位置の調整を容易に
精度良く行なうと共に高精度な光走査を可能とした光走
査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的と
する。
の光束を光偏向器に導光する第１の光学系の一要素を構
成する一部のレンズを光軸方向に移動させることによ
り、被走査面上における光束の結像位置の調整を容易に
精度良く行なうと共に高精度な光走査を可能とした光走
査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
光学系は、光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向
面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させ
る第１の光学系と、該光偏向器で偏向反射された光束を
被走査面上に結像させる第２の光学系と、を有する光走
査光学系において、該第１の光学系は第１のレンズ、第
２のレンズ、そして副走査方向に屈折力を有するシリン
ドリカルレンズを有し、該第２のレンズ又は／及びシリ
ンドリカルレンズを光軸方向に移動させることにより、
該被走査面上における光束の結像位置の調整を行なうこ
とを特徴としている。
光学系は、光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向
面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させ
る第１の光学系と、該光偏向器で偏向反射された光束を
被走査面上に結像させる第２の光学系と、を有する光走
査光学系において、該第１の光学系は第１のレンズ、第
２のレンズ、そして副走査方向に屈折力を有するシリン
ドリカルレンズを有し、該第２のレンズ又は／及びシリ
ンドリカルレンズを光軸方向に移動させることにより、
該被走査面上における光束の結像位置の調整を行なうこ
とを特徴としている。
【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１のレンズは正の屈折力を有し、前記第２の
レンズは負の屈折力を有することを特徴としている。
て、前記第１のレンズは正の屈折力を有し、前記第２の
レンズは負の屈折力を有することを特徴としている。
【００１５】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第１のレンズは前記光源手段から出射した
光束を略平行光束に変換することを特徴としている。
おいて、前記第１のレンズは前記光源手段から出射した
光束を略平行光束に変換することを特徴としている。
【００１６】請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第２のレンズは球面レンズより成り、該球
面レンズの取り付け座面は該球面レンズの光軸と平行な
平面に加工された形状より成ることを特徴としている。
おいて、前記第２のレンズは球面レンズより成り、該球
面レンズの取り付け座面は該球面レンズの光軸と平行な
平面に加工された形状より成ることを特徴としている。
【００１７】請求項５の発明は請求項１、２又は３の発
明において、前記第１のレンズは前記光源手段と一体化
され、同一のユニット内に収納されていることを特徴と
している。
明において、前記第１のレンズは前記光源手段と一体化
され、同一のユニット内に収納されていることを特徴と
している。
【００１８】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学系を構成する少なくとも一部の光学
素子は前記第１の光学系の一部をも構成していることを
特徴としている。
て、前記第２の光学系を構成する少なくとも一部の光学
素子は前記第１の光学系の一部をも構成していることを
特徴としている。
【００１９】請求項７の発明は請求項１、２又は４の発
明において、前記第２のレンズを光軸方向に移動させる
ことにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の結像
位置の調整を行なうことを特徴としている。
明において、前記第２のレンズを光軸方向に移動させる
ことにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の結像
位置の調整を行なうことを特徴としている。
【００２０】請求項８の発明は請求項１の発明におい
て、前記シリンドリカルレンズを光軸方向に移動させる
ことにより、前記被走査面上の副走査方向の光束の結像
位置の調整を行なうことを特徴としている。
て、前記シリンドリカルレンズを光軸方向に移動させる
ことにより、前記被走査面上の副走査方向の光束の結像
位置の調整を行なうことを特徴としている。
【００２１】請求項９の発明は請求項１の発明におい
て、前記光源手段から出射した光束は副走査断面内にお
いて前記光偏向器の偏向面に対し所定の角度で入射する
ことを特徴としている。
て、前記光源手段から出射した光束は副走査断面内にお
いて前記光偏向器の偏向面に対し所定の角度で入射する
ことを特徴としている。
【００２２】請求項１０の発明は請求項１の発明におい
て、前記光源手段から出射した光束を副走査断面におい
て主走査断面方向に射影したとき、その光軸は前記光偏
向器の偏向角の略中央から入射することを特徴としてい
る。
て、前記光源手段から出射した光束を副走査断面におい
て主走査断面方向に射影したとき、その光軸は前記光偏
向器の偏向角の略中央から入射することを特徴としてい
る。
【００２３】請求項１１の発明の画像形成装置は、前記
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の光走査光学系を
用いて画像形成を行なうことを特徴としている。
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の光走査光学系を
用いて画像形成を行なうことを特徴としている。
【００２４】請求項１２の発明の光走査光学系は、光源
手段から出射した光束を光偏向器の偏向面に入射させる
第１の光学系と、該光偏向器で偏向反射された光束を被
走査面上に結像させる第２の光学系と、を有する光走査
光学系において、該第１の光学系は第１のレンズ、第２
のレンズ、そして副走査方向に屈折力を有するシリンド
リカルレンズを有し、該第２のレンズ又は／及びシリン
ドリカルレンズを光軸方向に移動させることにより、該
被走査面上における光束の結像位置の調整を行なうこと
を特徴としている。
手段から出射した光束を光偏向器の偏向面に入射させる
第１の光学系と、該光偏向器で偏向反射された光束を被
走査面上に結像させる第２の光学系と、を有する光走査
光学系において、該第１の光学系は第１のレンズ、第２
のレンズ、そして副走査方向に屈折力を有するシリンド
リカルレンズを有し、該第２のレンズ又は／及びシリン
ドリカルレンズを光軸方向に移動させることにより、該
被走査面上における光束の結像位置の調整を行なうこと
を特徴としている。
【００２５】請求項１３の発明は請求項１２の発明にお
いて、前記第１のレンズは正の屈折力を有し、前記第２
のレンズは負の屈折力を有することを特徴としている。
いて、前記第１のレンズは正の屈折力を有し、前記第２
のレンズは負の屈折力を有することを特徴としている。
【００２６】請求項１４の発明は請求項１２又は１３の
発明において、前記第２のレンズを光軸方向に移動させ
ることにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の結
像位置の調整を行なうことを特徴としている。
発明において、前記第２のレンズを光軸方向に移動させ
ることにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の結
像位置の調整を行なうことを特徴としている。
【００２７】請求項１５の発明は請求項１２の発明にお
いて、前記シリンドリカルレンズを光軸方向に移動させ
ることにより、前記被走査面上の副走査方向の光束の結
像位置の調整を行なうことを特徴としている。
いて、前記シリンドリカルレンズを光軸方向に移動させ
ることにより、前記被走査面上の副走査方向の光束の結
像位置の調整を行なうことを特徴としている。
【００２８】請求項１６の発明の画像形成装置は、前記
請求項１２乃至１５のいずれか１項記載の光走査光学系
を用いて画像形成を行なうことを特徴としている。
請求項１２乃至１５のいずれか１項記載の光走査光学系
を用いて画像形成を行なうことを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明の実
施形態１の光走査光学系をレーザービームプリンターや
ディジタル複写機等の画像形成装置に用いたときの主走
査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は図１の副
走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図３は図１の
第１の光学系の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。
施形態１の光走査光学系をレーザービームプリンターや
ディジタル複写機等の画像形成装置に用いたときの主走
査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は図１の副
走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図３は図１の
第１の光学系の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。
【００３０】図１、図２、図３において１は光源手段で
あり、例えば半導体レーザーより成っている。２は正の
屈折力を有する第１のレンズ（平凸レンズ）であり、光
源手段１から出射した光を略平行光束に変換している。
第１のレンズ２は光源手段１と一体化され、同一の光源
ユニット３内に収納され、装置に固定して取り付けられ
ている。４は負の屈折力を有する第２のレンズ（凹平レ
ンズ）であり、球面レンズより成り、第１のレンズ２で
略平行光束に変換された光束を発散光束に変換し、主走
査方向の光束径を拡大している。本実施形態では第２の
レンズ４を光軸方向に移動させることにより、被走査面
上の主走査方向の光束の結像位置の調整を行なってい
る。
あり、例えば半導体レーザーより成っている。２は正の
屈折力を有する第１のレンズ（平凸レンズ）であり、光
源手段１から出射した光を略平行光束に変換している。
第１のレンズ２は光源手段１と一体化され、同一の光源
ユニット３内に収納され、装置に固定して取り付けられ
ている。４は負の屈折力を有する第２のレンズ（凹平レ
ンズ）であり、球面レンズより成り、第１のレンズ２で
略平行光束に変換された光束を発散光束に変換し、主走
査方向の光束径を拡大している。本実施形態では第２の
レンズ４を光軸方向に移動させることにより、被走査面
上の主走査方向の光束の結像位置の調整を行なってい
る。
【００３１】５は開口絞りであり、通過光束を規制して
ビーム形状を整形している。６はシリンドリカルレンズ
であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、
開口絞り５を通過した光束を副走査断面内で後述する光
偏向器９の偏向面（反射面）１２にほぼ線像として結像
させている。本実施形態ではシリンドリカルレンズ６を
光軸方向に移動させることにより、被走査面上の副走査
方向の光束の結像位置の調整を行なっている。
ビーム形状を整形している。６はシリンドリカルレンズ
であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、
開口絞り５を通過した光束を副走査断面内で後述する光
偏向器９の偏向面（反射面）１２にほぼ線像として結像
させている。本実施形態ではシリンドリカルレンズ６を
光軸方向に移動させることにより、被走査面上の副走査
方向の光束の結像位置の調整を行なっている。
【００３２】第２のレンズ４及びシリンドリカルレンズ
６の取り付け座面は各々後述する第１の光学系２１の光
軸と平行な平面に加工された形状より成っている。
６の取り付け座面は各々後述する第１の光学系２１の光
軸と平行な平面に加工された形状より成っている。
【００３３】尚、第１のレンズ２、第２のレンズ４、開
口絞り５、シリンドリカルレンズ６、そして後述する第
２、第１の走査レンズ８，７等の各要素は第１の光学系
（入射光学系）２１の一要素を構成している。また主走
査断面内においては第１のレンズ４と後述する第１、第
２の走査レンズ７，８との３枚のレンズでコリメーター
系を構成している。
口絞り５、シリンドリカルレンズ６、そして後述する第
２、第１の走査レンズ８，７等の各要素は第１の光学系
（入射光学系）２１の一要素を構成している。また主走
査断面内においては第１のレンズ４と後述する第１、第
２の走査レンズ７，８との３枚のレンズでコリメーター
系を構成している。
【００３４】９は光偏向器としてのポリゴンミラー（回
転多面鏡）であり、モーター等の駆動手段（不図示）に
より図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
転多面鏡）であり、モーター等の駆動手段（不図示）に
より図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３５】２２はｆθ特性を有する第２の光学系（走
査レンズ系）であり、主に主走査方向に所定の屈折力を
有する第１、第２の走査レンズ７，８を有するｆθレン
ズ系２３と、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシ
リンドリカルレンズ１０とを有している。第１、第２の
走査レンズ７，８は主走査方向の像面湾曲とｆθ特性と
を両立させており、また第１の光学系２１の一部をも構
成している。
査レンズ系）であり、主に主走査方向に所定の屈折力を
有する第１、第２の走査レンズ７，８を有するｆθレン
ズ系２３と、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシ
リンドリカルレンズ１０とを有している。第１、第２の
走査レンズ７，８は主走査方向の像面湾曲とｆθ特性と
を両立させており、また第１の光学系２１の一部をも構
成している。
【００３６】１１は被走査面としての感光ドラム面であ
る。
る。
【００３７】本実施形態において半導体レーザー１から
光変調され出射した光束は第１のレンズ２によって略平
行光束に変換され、第２のレンズ４で発散光束にされ、
開口絞り５によって光束を制限して入射系のシリンドリ
カルレンズ６に入射している。シリンドリカルレンズ６
に入射した略平行光束のうち副走査断面内における光束
は収束して第２、第１の走査レンズ８，７を透過して光
偏向器９の偏向面１２に入射し、該偏向面１２近傍にほ
ぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像してい
る。このとき偏向面１２に入射する光束を光偏向器９の
回転軸１３と第２の光学系２２の光軸を含む副走査断面
内から、該光偏向器９の回転軸１３と垂直な平面（光偏
向器の回転平面）に対して斜入射角θ／２＝０．８度と
いう小さな角度で入射させ、入射光束と偏向光束とを分
離している。
光変調され出射した光束は第１のレンズ２によって略平
行光束に変換され、第２のレンズ４で発散光束にされ、
開口絞り５によって光束を制限して入射系のシリンドリ
カルレンズ６に入射している。シリンドリカルレンズ６
に入射した略平行光束のうち副走査断面内における光束
は収束して第２、第１の走査レンズ８，７を透過して光
偏向器９の偏向面１２に入射し、該偏向面１２近傍にほ
ぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像してい
る。このとき偏向面１２に入射する光束を光偏向器９の
回転軸１３と第２の光学系２２の光軸を含む副走査断面
内から、該光偏向器９の回転軸１３と垂直な平面（光偏
向器の回転平面）に対して斜入射角θ／２＝０．８度と
いう小さな角度で入射させ、入射光束と偏向光束とを分
離している。
【００３８】また主走査断面内における光束はそのまま
の状態で第２、第１の走査レンズ８，７を透過すること
によって略平行光束に変換され、光偏向器９の偏向角の
略中央から偏向面に入射している。このときの略平行光
束の光束幅は主走査方向において光偏向器９の偏向面１
２のファセット幅に対し十分広くなるように設定してい
る（オーバーフィルド光学系）。
の状態で第２、第１の走査レンズ８，７を透過すること
によって略平行光束に変換され、光偏向器９の偏向角の
略中央から偏向面に入射している。このときの略平行光
束の光束幅は主走査方向において光偏向器９の偏向面１
２のファセット幅に対し十分広くなるように設定してい
る（オーバーフィルド光学系）。
【００３９】そして光偏向器９の偏向面１２で偏向反射
された光束は第１、第２の走査レンズ７，８と結像系の
シリンドリカルレンズ１０を介して感光ドラム面１１上
に導光され、該光偏向器９を矢印Ａ方向に回転させるこ
とによって、該感光ドラム面１１上を矢印Ｂ方向（主走
査方向）に光走査している。これにより記録媒体として
の感光ドラム面１１上に画像記録を行なっている。
された光束は第１、第２の走査レンズ７，８と結像系の
シリンドリカルレンズ１０を介して感光ドラム面１１上
に導光され、該光偏向器９を矢印Ａ方向に回転させるこ
とによって、該感光ドラム面１１上を矢印Ｂ方向（主走
査方向）に光走査している。これにより記録媒体として
の感光ドラム面１１上に画像記録を行なっている。
【００４０】本実施形態のようにオーバーフィルド光学
系を用いた場合、前述の如く走査レンズ径の焦点距離が
長くなるとレンズ面の面精度誤差は被走査面上の結像位
置ずれに敏感になるためレンズ面の加工精度が厳しくな
る。また高精細を狙って主走査方向のスポット径を小さ
くしていくと焦点深度が狭くなり結像位置ずれの許容範
囲が小さくなるなどスポット性能を満足させることが難
しくなる。
系を用いた場合、前述の如く走査レンズ径の焦点距離が
長くなるとレンズ面の面精度誤差は被走査面上の結像位
置ずれに敏感になるためレンズ面の加工精度が厳しくな
る。また高精細を狙って主走査方向のスポット径を小さ
くしていくと焦点深度が狭くなり結像位置ずれの許容範
囲が小さくなるなどスポット性能を満足させることが難
しくなる。
【００４１】そこで本実施形態では例えば感光ドラム面
１１近傍に焦点ズレ検出手段（不図示）を設け、ピント
調整に関しては該焦点ズレ検出手段からの信号に基づい
て主走査断面内においては第２のレンズ４を光軸上所定
方向に所定量移動させ、副走査断面内においてはシリン
ドリカルレンズ６を光軸上所定方向に所定量移動させる
ことにより行なっている。
１１近傍に焦点ズレ検出手段（不図示）を設け、ピント
調整に関しては該焦点ズレ検出手段からの信号に基づい
て主走査断面内においては第２のレンズ４を光軸上所定
方向に所定量移動させ、副走査断面内においてはシリン
ドリカルレンズ６を光軸上所定方向に所定量移動させる
ことにより行なっている。
【００４２】このように本実施形態では上述の如く第２
のレンズ４及びシリンドリカルレンズ６をピント位置調
整用のレンズとして備えることにより、メカ的なガイド
機構を備えるだけで被走査面上での主走査方向及び副走
査方向の結像位置調整を光学部品の加工精度で行うこと
ができる。
のレンズ４及びシリンドリカルレンズ６をピント位置調
整用のレンズとして備えることにより、メカ的なガイド
機構を備えるだけで被走査面上での主走査方向及び副走
査方向の結像位置調整を光学部品の加工精度で行うこと
ができる。
【００４３】また本実施形態においては第１の光学系２
１の光軸を副走査断面において主走査断面方向に射影し
たときの軸と、第１、第２の走査レンズ７、８の光軸を
副走査断面において主走査断面方向に射影したときの軸
の双方を一致させ、走査角を振り分け対称にすることに
より、主走査方向のスポットの変化、および光量の均一
性を保っている。
１の光軸を副走査断面において主走査断面方向に射影し
たときの軸と、第１、第２の走査レンズ７、８の光軸を
副走査断面において主走査断面方向に射影したときの軸
の双方を一致させ、走査角を振り分け対称にすることに
より、主走査方向のスポットの変化、および光量の均一
性を保っている。
【００４４】次に本実施形態の第１の光学系１１の数値
実施例を表−１に示す。
実施例を表−１に示す。
【００４５】数値実施例において面番号は１は光源、２
〜１１は光源側より順に配されたレンズ面、１２は偏向
面、６ｓ，８ｍは各々シリンドリカル面であり、ｓが副
走査方向、ｍが主走査方向である。ｒはレンズ面の曲率
半径、ｄはレンズのレンズ厚及び空気間隔、ｎはレンズ
の材質の屈折率である。
〜１１は光源側より順に配されたレンズ面、１２は偏向
面、６ｓ，８ｍは各々シリンドリカル面であり、ｓが副
走査方向、ｍが主走査方向である。ｒはレンズ面の曲率
半径、ｄはレンズのレンズ厚及び空気間隔、ｎはレンズ
の材質の屈折率である。
【００４６】［数値実施例］ 表−１ 面 ｒ ｄ ｎ 1 − 36.05 2 ∞ 3 1.796 3 -30.03 10 4 -60.04 5 1.514 5 ∞ 19.9 6s 49.7 6 1.514 7 ∞ 238.9 8m 145.5 15 1.667 9 ∞ 41.5 10 -2098.5 4 1.514 11 263.3 25 12 偏向面 尚、本実施形態ではオーバーフィルド光学系を用いた光
走査光学系について述べたが、これに限らず、アンダー
フィールド光学系においても本発明は前述の実施形態と
同様に適することができる。
走査光学系について述べたが、これに限らず、アンダー
フィールド光学系においても本発明は前述の実施形態と
同様に適することができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く光源手段から
の光束を光偏向器に導光する第１の光学系の一要素を構
成する一部のレンズ（第２のレンズ又は／及びシリンド
リカルレンズ）を光軸方向に移動させることにより、被
走査面上における光束の結像位置の調整を容易に精度良
く行なうことができ、また第２のレンズにメカ的ガイド
機構を備えるだけで光学部品精度で面の傾きを補償する
ことができる光走査光学系及びそれを用いた画像形成装
置を達成することができる。
の光束を光偏向器に導光する第１の光学系の一要素を構
成する一部のレンズ（第２のレンズ又は／及びシリンド
リカルレンズ）を光軸方向に移動させることにより、被
走査面上における光束の結像位置の調整を容易に精度良
く行なうことができ、また第２のレンズにメカ的ガイド
機構を備えるだけで光学部品精度で面の傾きを補償する
ことができる光走査光学系及びそれを用いた画像形成装
置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面
図
図
【図２】 本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面
図
図
【図３】 本発明の実施形態１の第１の光学系の副走査
方向の要部断面図
方向の要部断面図
１ 光源手段 ２ 第１のレンズ ３ 光源ユニット ４ 第２のレンズ ５ 開口絞り ６ シリンドリカルレンズ ７ 第１の走査レンズ ８ 第２の走査レンズ ９ 光偏向器 １０ シリンドリカルレンズ １１ 被走査面 ２１ 第１の光学系 ２２ 第２の光学系 ２３ ｆθレンズ系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AA01 CA04 CB24 2H087 KA19 LA22 LA24 MA07 PA02 PA04 PA05 PA17 PB02 PB04 PB05 QA01 QA03 QA06 QA07 QA13 QA19 QA21 QA22 QA25 QA33 QA39 QA41 QA42 QA45 QA46 RA07 RA32
Claims (16)
- 【請求項１】 光源手段から出射した光束を光偏向器の
偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射
させる第１の光学系と、 該光偏向器で偏向反射された光束を被走査面上に結像さ
せる第２の光学系と、を有する光走査光学系において、 該第１の光学系は第１のレンズ、第２のレンズ、そして
副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズを有
し、該第２のレンズ又は／及びシリンドリカルレンズを
光軸方向に移動させることにより、該被走査面上におけ
る光束の結像位置の調整を行なうことを特徴とする光走
査光学系。 - 【請求項２】 前記第１のレンズは正の屈折力を有し、
前記第２のレンズは負の屈折力を有することを特徴とす
る請求項１記載の光走査光学系。 - 【請求項３】 前記第１のレンズは前記光源手段から出
射した光束を略平行光束に変換することを特徴とする請
求項１又は２記載の光走査光学系。 - 【請求項４】 前記第２のレンズは球面レンズより成
り、該球面レンズの取り付け座面は該球面レンズの光軸
と平行な平面に加工された形状より成ることを特徴とす
る請求項１又は２記載の光走査光学系。 - 【請求項５】 前記第１のレンズは前記光源手段と一体
化され、同一のユニット内に収納されていることを特徴
とする請求項１、２又は３記載の光走査光学系。 - 【請求項６】 前記第２の光学系を構成する少なくとも
一部の光学素子は前記第１の光学系の一部をも構成して
いることを特徴とする請求項１記載の光走査光学系。 - 【請求項７】 前記第２のレンズを光軸方向に移動させ
ることにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の結
像位置の調整を行なうことを特徴とする請求項１、２又
は４記載の光走査光学系。 - 【請求項８】 前記シリンドリカルレンズを光軸方向に
移動させることにより、前記被走査面上の副走査方向の
光束の結像位置の調整を行なうことを特徴とする請求項
１記載の光走査光学系。 - 【請求項９】 前記光源手段から出射した光束は副走査
断面内において前記光偏向器の偏向面に対し所定の角度
で入射することを特徴とする請求項１記載の光走査光学
系。 - 【請求項１０】 前記光源手段から出射した光束を副走
査断面において主走査断面方向に射影したとき、その光
軸は前記光偏向器の偏向角の略中央から入射することを
特徴とする請求項１記載の光走査光学系。 - 【請求項１１】 前記請求項１乃至１０のいずれか１項
記載の光走査光学系を用いて画像形成を行なうことを特
徴とする画像形成装置。 - 【請求項１２】 光源手段から出射した光束を光偏向器
の偏向面に入射させる第１の光学系と、 該光偏向器で偏向反射された光束を被走査面上に結像さ
せる第２の光学系と、を有する光走査光学系において、 該第１の光学系は第１のレンズ、第２のレンズ、そして
副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズを有
し、該第２のレンズ又は／及びシリンドリカルレンズを
光軸方向に移動させることにより、該被走査面上におけ
る光束の結像位置の調整を行なうことを特徴とする光走
査光学系。 - 【請求項１３】 前記第１のレンズは正の屈折力を有
し、前記第２のレンズは負の屈折力を有することを特徴
とする請求項１２記載の光走査光学系。 - 【請求項１４】 前記第２のレンズを光軸方向に移動さ
せることにより、前記被走査面上の主走査方向の光束の
結像位置の調整を行なうことを特徴とする請求項１２又
は１３記載の光走査光学系。 - 【請求項１５】 前記シリンドリカルレンズを光軸方向
に移動させることにより、前記被走査面上の副走査方向
の光束の結像位置の調整を行なうことを特徴とする請求
項１２記載の光走査光学系。 - 【請求項１６】 前記請求項１２乃至１５のいずれか１
項記載の光走査光学系を用いて画像形成を行なうことを
特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190075A JP2001021822A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
| US09/606,022 US6507427B1 (en) | 1999-07-05 | 2000-06-29 | Scanning optical device and method of regulating imaging position thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190075A JP2001021822A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021822A true JP2001021822A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16251955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11190075A Pending JP2001021822A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6507427B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001021822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006195238A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Canon Inc | 光走査装置の調整方法及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
| US7526145B2 (en) | 2003-09-16 | 2009-04-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
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|---|---|---|---|---|
| JP4136616B2 (ja) * | 2002-11-14 | 2008-08-20 | キヤノン株式会社 | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2005017896A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP4474143B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2010-06-02 | キヤノン株式会社 | 光走査装置の被走査面における像面位置の調整方法 |
| JP2005164907A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| US20060285177A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-21 | Minoru Morikawa | Return light adverse effect suppressing optical unit, image forming apparatus, and printing system |
| KR101760344B1 (ko) | 2010-11-24 | 2017-07-21 | 에스프린팅솔루션 주식회사 | 다면경 조립체, 이를 채용한 광주사장치 및 화상형성장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5257125A (en) * | 1991-11-27 | 1993-10-26 | Xerox Corporation | Afocal optical system for focus error correction in laser scanning systems |
| JPH07311495A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Fujitsu Ltd | 画像形成装置 |
| US5943153A (en) * | 1995-04-21 | 1999-08-24 | Minolta Co., Ltd. | Lens holding apparatus and a light-beam scanning optical apparatus |
| JP3604852B2 (ja) | 1996-12-28 | 2004-12-22 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びレーザービームプリンタ |
| JP3482798B2 (ja) | 1997-01-28 | 2004-01-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学走査装置 |
| JP3595640B2 (ja) | 1997-02-07 | 2004-12-02 | キヤノン株式会社 | 走査光学系及びレーザービームプリンタ |
-
1999
- 1999-07-05 JP JP11190075A patent/JP2001021822A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-29 US US09/606,022 patent/US6507427B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7526145B2 (en) | 2003-09-16 | 2009-04-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| JP2006195238A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Canon Inc | 光走査装置の調整方法及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
| JP4612839B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2011-01-12 | キヤノン株式会社 | カラー画像形成装置の調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6507427B1 (en) | 2003-01-14 |
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