JP2979754B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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Description
感光体や静電記録体等の像担持体である被走査面を光走
査することにより、画像形成するようにした例えば電子
写真プロセスを有するレーザービームプリンターやカラ
ーレーザービームプリンター、マルチカラーレーザービ
ームプリンター等の装置に好適な光走査装置に関するも
のである。
光走査装置においては、特公昭62−36210号公報
で開示されているように回転多面鏡を介して像担持体面
上を光変調された光束(レーザ光束)で光走査すること
により画像情報の書き込みや読み出し等を行なってい
る。
る。図8において半導体レーザ等の光源部1より出射し
た光束をコリメーターレンズ2により平行光束とし副走
査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ83で
集光し、回転多面鏡等から成る光偏向器4の偏向反射面
4aへ線状に入射させている。コリメーターレンズ2と
シリンドリカルレンズ83は結像光学系を構成してい
る。該偏向反射面4aで反射偏向させた光束を走査レン
ズ87を構成する球面より成る負の屈折力のレンズ87
aと直交する2方向で互いに屈折力が異なるトーリック
面を有するレンズ87bとに依って被走査面89上に導
光しスポットを形成する。そして前記偏向器4を回転軸
82を中心にモーター85により矢印86方向に回転さ
せることにより被走査面89上における偏向走査面を矢
印90方向(主走査方向)に光走査している。
ルミニウム(Al)、プラスチック、ガラス等が用いら
れている。そしてその反射面に蒸着膜を施すことによっ
て反射率を増加させたり、表面の酸化を防止している。
る半導体レーザは、一般的にその構造より直線偏光の光
束を放射している。そして該光束の発散角度は偏光方向
とそれと直交方向では異なっている。
成する際、特開昭52−119331号公報に開示され
ているように、光偏向器により光束が走査される主走査
方向のスポット径を副走査方向(光軸を含み前記主走査
方向に直交する方向)のスポット径より小さく設定した
方が画質が良くなる。
図1に示した開口絞り3が円形開口絞りの場合、半導体
レーザの発散角度の大きい方向(レーザの接合面に直交
する方向)を走査方向に設定すればスポット径を小さく
絞り込めることや、矩形、楕円の開口絞りの場合、レー
ザの利用効率を考えると有利である為に、この方向で使
用されてきた。
副走査方向に長いスポット形状の光束となるようにレー
ザ光源を配置するとレーザ光源の性質上、放射される光
束の偏光面が副走査方向に振動する光束となってくる。
この光束は光偏向器の偏向反射面に対してS偏光として
入射するようになる。
の反射面には真空蒸着法によって反射増加膜等を付けて
いる為に、その製造誤差による膜厚の違いや製造方法に
よる部分的な膜厚の違いが反射特性のばらつきとなって
くる。
り、多層膜構成にして基本の反射率を上げることにより
影響を小さくしたり特殊な蒸着方法で行なったりする必
要があった。この為コストアップになったり膜の自由度
を下げる要因となっていた。特に偏向反射面に対してS
偏光で入射させる場合には膜厚の誤差に対する反射率の
入射角依存性が大きくなるという問題点があった。
向器の偏向反射面にP偏光となるように入射させ、これ
により光偏向器の材質にアルミニウムを用いたときに、
その反射面に酸化アルミニウム(Al2 O3 )の膜を形
成し、反射率の向上を図ったときに酸化アルミニウムの
膜厚のバラツキによる反射率の変動や入射角度による反
射率の変動等を少なくし被走査面上を均一な光量の光束
で高精度に光走査することができる光走査装置の提供を
目的とする。
光源部より出射した直線偏光の光束を光偏向器で偏向さ
せた後、走査レンズを介して被走査面上に導光して光走
査する光走査装置において、該光偏向器は反射鏡の回転
又は振動により光束を偏向しており、該反射鏡はAlを
主成分とする材質より成り、その偏向反射面上にはAl
2 O3 層が形成されており、該光源部からの直線偏光の
光束が該偏向反射面に対して略P偏光の状態で入射する
ようにしたことを特徴としている。
2 O3層の光学膜厚ndの範囲は前記光源部からの光束
の波長をλとしたとき、λ/11.1〜λ/5.0ある
いはλ/4.11〜λ/2.89あるいはλ/1.73
〜λ/1.47あるいはλ/1.28〜λ/1.20で
あることや、前記偏向反射面に設けたAl2 O3 層は陽
極酸化法により形成したものであることや、前記光源部
は半導体レーザを有し、主走査断面内における該半導体
レーザの発光側の実効的Fナンバーが4以上となるよう
にしたこと等を特徴としている。
適用したときの実施例1の要部概略図であり、偏向面
(偏向器の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成
する光線束面)に平行な主走査断面内での機能を説明す
るための図である。
ザー等)より出射した発散光束(光ビーム)はコリメー
ターレンズ2によって平行光束とし、絞り3を介して偏
光方向が主走査断面(後述する光偏向器4で偏向される
光束によって形成される平面)内と平行となるようにし
て回転多面鏡より成る光偏向器4の偏向反射面4aにP
偏光の光束として入射させている。
射光束がP偏光、偏光方向が反射断面(入射光、反射
光、屈折光が含まれる平面)に平行である。言い換えれ
ば半導体レーザから出射し回転多面鏡に入射する光束の
偏光方向は偏向面に対し平行である。
面4aで反射偏向されf−θ特性を有する走査レンズ5
に入射している。走査レンズ5に入射した光束は集光さ
れ被走査面6上に光スポットを形成する。そして光偏向
器4を、回転軸4bを軸に矢印4cの方向にモータによ
り回転させることにより被走査面6の主走査面上を矢印
6aのように光走査している。
を図中に示すように2ωとする。偏向走査された光ビー
ムはf−θレンズ5によってf−θ特性を補正され、走
査面6上に結像され、直線状に走査されることになる。
ムと有効偏向角(走査角)2ωの中心とが成す角度を図
1のようにαと規定する。
反射面4aの法線に対する光ビームの入射角及び反射角
は回転多面鏡の回転とともに変化し、その変化する範囲
は (α−ε)/2〜(α+ε)/2 と書くことができる。ここで回転多面鏡の面数を6面、
ε=45°、α=65°とすると、図2に示されるよう
な偏向反射面に対する入射角θは10°〜55°とこの
間で角度が変化することになる。
光しており、回転多面鏡の偏向反射面に対してはPの偏
向成分で入射している。
P)の狭い方向の角度θ11が主走査方向になる。開口絞
り3に対する主走査方向のコリメーターレンズ2のFナ
ンバーFNoは5.5に設定している。又回転多面鏡4
はその材質が主にアルミニウムで構成され、その鏡面部
(反射面)の表面には酸化アルミニウムAl2 O3 の膜
が形成されており、その光学膜厚は108nmに設定し
ている。
0°〜55°の範囲における偏向反射面の反射率の角度
依存性の計算値を示す。同図に示すように本実施例では
角度依存性が約0.3%と良好な性能を示している。又
膜厚の変化に対する反射率の変化の様子は比較的ゆるや
かである。比較の為図4にP偏光における入射角の最
大、最小及び中心での膜厚の変化に対する反射面の反射
率のそれぞれの変化の様子を示す。
た場合の膜厚の変化に対する反射率の変化の様子を図5
に示す。曲線の変化の様子より明らかなように反射率の
角度依存性が小さくなる所は膜厚が163nmと286
nm付近に存在するが膜厚に対する反射率の変化が図4
で示したP偏光で使用した方が小さい。
対してP偏光で使用した場合、半導体レーザーの発光部
より発散される角度(FFP角度)は狭い方向に設定す
ることになる。FFP角度がバラツキ、開口絞り上の光
量分布の比率が変化すると走査面上のスポット径が変化
する。この為に主走査方向の半導体レーザーのFFP角
度が7°〜20°(最大光量に対して50%になる角
度)の範囲では、半導体レーザー側の主走査方向のFナ
ンバーを4以上に設定することにより走査面上の主走査
方向のスポットがFFP角度によって変化するのを軽減
している。
の膜厚dとしては図4に示すように実施例1の場合は1
08nm(0.14λ、λ=780nm)である。偏向
反射面に対する入射角の条件として図1の角度α、ωで
通常良く使われる範囲α=40°〜90°、ω=25°
〜60°では反射面の法線に対する入射角は0°〜75
°の範囲の中の一部で使用される。これより酸化アルミ
ニウムAl2 O3 膜の光学膜厚の厚みをλ/11.1〜
λ/5.0(λ:使用波長)の範囲に設定することによ
り反射率の入射角依存性が小さく、かつ膜厚のバラツキ
に対する反射特性の変化の影響を小さくしている。尚、
光学膜厚が40nm以下になるとAl2O3 の保護膜と
しての効果が弱まってくる為に40nm以上の膜厚で使
用するのが望ましい。
成膜する方法としては真空蒸着法による方法が一般的で
あるが、本実施例においては陽極酸化法による成膜が好
ましい。陽極酸化法は、上記に示した範囲のような20
0nm以下の成膜が原理的にも成膜時間よりコストを考
えた場合に効果が大きい。陽極酸化法の場合、成膜する
時に反射鏡の形状や多量生産する場合には多数個ワーク
を配置すると部分的に電流密度のムラが発生することに
より、膜厚がシフトしたり膜厚の勾配が発生するが、こ
のような方法にも適用することが可能である次に本発明
の実施例2としての諸数値を示す。構成は図1の実施例
と同じである。本実施例では図1の各要素の配置におい
てα=90°、ω=54°、波長λ=780nm、反射
鏡4aへの入射角範囲は18°〜72°、反射鏡の材質
はAlであり、反射面にはAl2 O3 を蒸着し、このと
きの光学膜厚は90nm(0.115λ)としている。
本実施例におけるP偏光の反射率の角度依存性を図6に
示す。
厚(nd)の変化に対する偏向反射面の反射率のそれぞ
れの変化の様子を示す。縦軸はP成分の反射率Rp、横
軸は陽極酸化膜の光学膜厚(nd)である。
%の領域に入っている光学膜厚(nd)の範囲は70n
m〜156nm(λ/11.1〜λ/5.0)あるいは
190nm〜270nm(λ/4.11〜λ/2.8
9)あるいは451nm〜531nm(λ/1.73〜
λ/1.47)あるいは609nm〜650nm(λ/
1.28〜λ/1.20)である。
の領域に入っている光学膜厚(nd)の範囲は83nm
〜110nm(λ/9.4〜λ/7.09)あるいは2
16nm〜243nm(λ/3.61〜λ/3.21)
あるいは479nm〜510nm(λ/1.63〜λ/
1.53)である。
明したが、例えばガルバノミラーのように1面のみのミ
ラーに関しても同様に適応できる。
器によれば、レーザ光源からの直線偏光の光束が光偏向
器の偏向反射面にP偏光となるように入射させ、これに
より光偏向器の材質にアルミニウムを用いたときに、そ
の反射面に酸化アルミニウム(Al2 O3 )の膜を形成
し、反射率の向上を図ったときに、酸化アルミニウムの
膜厚のバラツキによる反射率の変動や入射角度による反
射率の変動等を少なくし、被走査面上を均一な光量の光
束で高精度に走査することができる光走査装置を達成す
ることができる。
の光学膜厚(nd)の範囲は70nm〜156nm(λ
/11.1〜λ/5.0)あるいは190nm〜270
nm(λ/4.11〜λ/2.89)あるいは451n
m〜531nm(λ/1.73〜λ/1.47)あるい
は609nm〜650nm(λ/1.28〜λ/1.2
0)である。
らの偏光光束が光偏向器の偏向反射面にP偏光となるよ
うに入射させ、これにより光偏向器の材質にアルミニウ
ムを用いたときに、その偏向反射面に酸化アルミニウム
(Al2 O3 )の膜を形成し、反射率の向上を図ったと
きに酸化アルミニウムの膜厚のバラツキによる反射率の
変動や入射角度による反射率の変動等を少なくし被走査
面上を均一な光量の光束で高精度に光走査することがで
きる光走査装置を達成することができる。
特性の説明図
率特性の説明図
図
する反射率特性の説明図
図
Claims (4)
- 【請求項1】 光源部より出射した直線偏光の光束を光
偏向器で偏向させた後、走査レンズを介して被走査面上
に導光して光走査する光走査装置において、該光偏向器
は反射鏡の回転又は振動により光束を偏向しており、該
反射鏡はAlを主成分とする材質より成り、その偏向反
射面上にはAl2 O3 層が形成されており、該光源部か
らの直線偏光の光束が該偏向反射面に対して略P偏光の
状態で入射するようにしたことを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項2】 前記反射面に設けたAl2 O3 層の光学
膜厚ndの範囲は前記光源部からの光束の波長をλとし
たとき、λ/11.1〜λ/5.0あるいはλ/4.1
1〜λ/2.89あるいはλ/1.73〜λ/1.47
あるいはλ/1.28〜λ/1.20であることを特徴
とする請求項1の光走査装置。 - 【請求項3】 前記偏向反射面に設けたAl2 O3 層は
陽極酸化法により形成したものであることを特徴とする
請求項1の光走査装置。 - 【請求項4】 前記光源部は半導体レーザを有し、主走
査断面内における該半導体レーザの発光側の実効的Fナ
ンバーが4以上となるようにしたことを特徴とする請求
項1の光走査装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19877591A JP2979754B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 光走査装置 |
EP91112514A EP0468502B1 (en) | 1990-07-26 | 1991-07-25 | Light deflector |
DE69124859T DE69124859T2 (de) | 1990-07-26 | 1991-07-25 | Lichtablenker |
US08/474,969 US5604620A (en) | 1990-07-26 | 1995-06-07 | Light deflector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19877591A JP2979754B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 光走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0519192A JPH0519192A (ja) | 1993-01-29 |
JP2979754B2 true JP2979754B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16396723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19877591A Expired - Lifetime JP2979754B2 (ja) | 1990-07-26 | 1991-07-12 | 光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2979754B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6847389B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-01-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device and image forming apparatus |
JP2010266866A (ja) * | 2010-05-24 | 2010-11-25 | Canon Inc | ポリゴンミラー、光走査装置ならびに電子写真装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19877591A patent/JP2979754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0519192A (ja) | 1993-01-29 |
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