JPH05107488A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被走査面上での光束の光量を少なくし同期検
知手段（ＢＤセンサー）への取り込み光量を増加させる
ことにより、高精度な光走査を可能とした走査光学装置
を得ること。 【構成】 光源手段１から放射した光束を絞り２を介し
て複数の偏向面を有する光偏向器５で反射偏向させた
後、結像光学系６を介して被走査面７上に導光し、該被
走査面上を光走査する走査光学装置において、該複数の
偏向面は部分的に反射特性が異なっていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走査光学装置に関し、特
に光源手段から放射した光束を部分的に反射特性が異な
る偏向面を有する光偏向器（偏向素子）を介して記録媒
体面である被走査面上に導光して光走査することによ
り、高精度な光走査を可能と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やデジタル複写機等
の装置に好適な走査光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタ等の走
査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から放
射した光束を光変調している。そして該光変調された光
束を例えばポリゴンミラーから成る光偏向器により周期
的に偏向させｆ−θ特性を有する結像光学系によって感
光性の記録媒体面上にスポット状に集束させ光走査して
画像記録を行っている。

【０００３】図５は従来の走査光学装置の要部概略図で
ある。

【０００４】同図において光源手段５１から放射した光
束はコリメーターレンズ５２により平行光束とし、絞り
５３によって該光束を制限してシリンドリカルレンズ５
４に入射している。

【０００５】シリンドリカルレンズ５４に入射した平行
光束のうち主走査断面においてはそのまま平行光束の状
態で射出する。又副走査断面においては集束してポリゴ
ンミラーより成る光偏向器５５の偏向面５５ａにほぼ線
像として結像している。

【０００６】そして光偏向器５５の偏向面５５ａで反射
偏向された光束はｆ−θ特性を有する結像光学系（走査
レンズ系）５６を介して被走査面である感光体ドラム面
５７上に導光している。そして光偏向器５５を矢印Ａ方
向に回転させることによって被走査面上を矢印５７ａ方
向に光走査している。

【０００７】このとき被走査面上を光走査する前に該被
走査面上の走査開始位置を調整する為、光偏向器５５で
反射偏向された光束の一部を結像光学系５６を介して同
期検知手段（ＢＤセンサー）５８に導光している。

【０００８】そして同期検知手段５８からの出力信号
（ＢＤ信号）を利用して被走査面上への画像情報の走査
開始位置のタイミングを制御している。

【０００９】従来、この種の走査光学装置における光偏
向器の偏向面（反射面）には全領域にわたり同一の反射
膜がコーティングされており入射角依存性もなく設計さ
れている。

【００１０】その為、光源手段から放射した光束が偏向
面のどの領域にどのような角度を持って入射しても該偏
向面で反射される光束は全て等しい反射率を持って偏向
している。即ち、該光束（偏向光）は全て同一の光量で
用いられることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近年走査光学装置に使
用する記録媒体としての感光体の高感度化が進んでお
り、これに伴い少ない光量で該感光体を良好に露光する
ことができる。

【００１２】このことは従来光源（レーザ光源）からの
光束の光量が不足していた高速機においては大きなメリ
ットとなっていたが、低速機に関しては逆に光源からの
光量が余るという効率の悪い結果となっていた。

【００１３】しかしながら単に効率が悪いからといって
レーザ光源のパワー（電力）を下げ光量を減らすことだ
けで対応しようとすると被走査面への走査開始位置を制
御する同期検知手段（ＢＤセンサー）に入射する光束の
光量も同時に少なくなってくる。

【００１４】これにより同期検知手段からの出力信号
（ＢＤ信号）のＳ／Ｎ比が低下しＢＤ信号の誤検知が増
加しジッター（走査書出しタイミング）が悪化するとい
う問題点が生じてくる。

【００１５】従って効率の良い高精度な画像記録を行う
為には高感度の感光体へ導光する光束の光量は小さく抑
え、逆に同期検知手段へ入射する光束の光量のみ大きく
させることが望ましい。

【００１６】一般には同期検知手段に入射する光量を所
定量維持する為、被走査面を光走査する光束の光量のみ
を光量調整用の部材等を利用して減少させている。

【００１７】例えばその方法としては結像光学系の後方
光路中に折り返しミラーを配置し、該折り返しミラーの
反射面に低反射率の膜をコーティングして光量を減少さ
せたり、あるいは同位置に光の強さを制御するＮＤフィ
ルターを配置して光量を減少させている。

【００１８】しかしながら上記に示したいずれの方法も
光量を調整する為には、装置内に低反射ミラーやＮＤフ
ィルター等の光学部材を新たに配置しなければならず、
この為装置全体が複雑化になり、かつ部品点数が増えコ
ストアップにつながるという問題点があった。

【００１９】本発明は光源手段から放射した光束を部分
的に反射特性が異なる特性を持つ偏向面を有する光偏向
器を介して画像記録を行うことにより、被走査面上を光
走査する際の光束の光量を小さく抑え、又同期検知手段
（ＢＤセンサー）へ入射する光束の光量を増加させて高
感度の感光体に対応すると共に同期検知手段からの出力
信号（ＢＤ信号）のＳ／Ｎ比の向上を図り、又ＢＤ信号
の誤検知や走査開始位置ズレを良好に防止することがで
きる高精度な光走査を可能とした走査光学装置の提供を
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の走査光学装置
は、光源手段から放射した光束を絞りを介して複数の偏
向面を有する光偏向器で反射偏向させた後、結像光学系
を介して被走査面上に導光し、該被走査面上を光走査す
る走査光学装置において、該複数の偏向面は部分的に反
射特性が異なっていることを特徴としている。

【００２１】特に前記偏向面の反射特性は前記被走査面
の走査開始位置を制御する同期検知手段へ光束を導光す
る領域の反射率が、該被走査面へ光束を導光する領域の
反射率より大きいことや、前記被走査面の走査開始位置
を制御する同期検知手段へ光束を導光する領域と、被走
査面へ光束を導光する領域とで互いに入射角による反射
依存性が異なっていること等を特徴としている。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。図２は図１に示した光偏向器の偏向面（反射面）の
説明図である。

【００２３】図中１は光源手段であり、例えば半導体レ
ーザより成っている。２はコリメーターレンズであり、
光源手段１から放射した光束を平行光束としている。３
は絞りであり、コリメーターレンズ２を通過した平行光
束を制限している。４はシリンドリカルレンズであり、
副走査方向のみ所定の屈折力を有している。５は複数の
偏向面を有する光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポ
リゴンミラー）より成っておりモータ等の駆動手段９に
より矢印Ａ方向に回転している。

【００２４】本実施例においての光偏向器５の偏向面は
図２に示すように材質の反射率の違いから走査開始側の
偏向面５ａの一部の領域５ａ１にＣｕ（銅）を成膜し、
高反射部分とし、他の領域５ａ２にＣｒ（クロム）を成
膜し低反射部分としている。即ち、領域５ａ１での反射
率を領域５ａ２での反射率より大きくなるようにしてい
る。

【００２５】これにより本実施例においては後述するよ
うに領域５ａ１で反射偏向され同期検知手段（ＢＤセン
サー）８へ入射する光束の光量を大きくし、又領域５ａ
２で反射偏向され感光体ドラム面７上を光走査する光束
の光量が小さくなるようにしている。

【００２６】６はｆ−θ特性を有する結像光学系（走査
レンズ系）であり、２つのレンズ６ａ，６ｂより成り光
偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束
を感光体ドラム面７上に結像させている。７は被走査面
としての感光体ドラム面である。８は同期検知手段（Ｂ
Ｄセンサー）であり、感光体ドラム面７上を光走査する
前に該感光体ドラム面７上の走査開始位置のタイミング
を制御する為、光偏向器５の各偏向面で反射された光束
の一部を検出している。そして同期検知手段８で得られ
る出力信号（ＢＤ信号）を利用して感光体ドラム面７上
への画像情報の走査開始位置のタイミングを制御してい
る。

【００２７】本実施例においてはこのような構成により
光源手段１より放射した光束はコリメーターレンズ２に
より略平行光束とし、絞り３によって制限されシリンド
リカルレンズ４に入射している。

【００２８】シリンドリカルレンズ４は入射した平行光
束のうち主走査断面においてはそのまま平行光束の状態
で射出している。又副走査断面においては収束され主走
査方向に長い線像となって光偏向器５の偏向面５ａに入
射している。

【００２９】図３（Ａ）、（Ｂ）は各々このときの光偏
向器５の回転による偏向面５ａでの光束の入射位置（照
射位置）を示した説明図である。

【００３０】ここでまず光束は図３（Ａ）に示すように
光偏向器５の偏向面５ａの走査開始側の領域（高反射部
分）５ａ１で反射偏向され、結像光学系６を介して同期
検知手段８に入射する。そして同期検知手段８からの出
力信号（ＢＤ信号）を利用して感光体ドラム面７上への
画像情報の走査開始位置のタイミングを制御している。

【００３１】その後、光偏向器５を駆動手段９により矢
印Ａ方向に回転させることにより図３（Ｂ）に示すよう
に光束は偏向面５ａの低反射部分５ａ２に入射する。そ
して該低反射部分５ａ２で反射偏向した光束は結像光学
系６を介して感光体ドラム面７上に導光し、該光束で被
走査面上を光走査している。

【００３２】本実施例においては同期検知手段８に導く
為の偏向面からの反射光束の取り出し位置を走査開始側
（入射光線側）で取り出している。これは光偏向器の偏
向面に入射する光束が主走査方向に数ｍｍの幅を持って
いる為、ＢＤ信号の取り出し時に偏向面への光束の入射
角が小さくなる方が望ましいからである。

【００３３】ここで表−１に示すスペックを持つ静電プ
ロセスによるプリンターを例にとり本発明の特徴を具体
的に説明する。

【００３４】（表−１） ドラム面感度 ｅ ：０．３（μＪ／ｃｍ² ） プロセス速度 ｖ ：１５π（ｍｍ／ｓｅｃ） ポリゴン面数 ｍ ：６（面） ｆθ係数 ｆ ：１３６（ｍｍ） このとき露光に必要な感光体ドラム面の光量Ｐ（μｗ）
は Ｐ＝４πｆｖｅ／ｍ ＝４０（μｗ） であり、この値Ｐを基に光源の光量設定が行なわれる。

【００３５】その為、反射率が全領域にわたり一定の偏
向面を有する光偏向器（ポリゴンミラー）を使用した従
来の走査光学装置では同期検知手段（ＢＤセンサー）に
入射する光束の光量も４０（μｗ）となり、これは現状
のセンサー感度を考慮するとゲインを上げなくてはなら
ず、これによりＢＤ信号のＳ／Ｎ比が悪化し、又ＢＤ信
号の誤検知が増加するという問題点があった。

【００３６】そこで本実施例においてはＢＤセンサー８
に入射する光束の光量を感光体ドラム面７上を光走査す
る光束の光量（４０μｗ）より上げる為、前述したよう
に偏向面５ａ部分５ａ１にＣｕ（銅）を施し、高反射部
分とし、部分５ａ２にＣｒ（クロム）等の材質を成膜す
ることによって低反射部分としている。このときその材
質より反射率の違いが２倍となる。これより光源の光量
を２倍に設定でき、この結果ＢＤセンサー８では８０
（μｗ）の光量を得ている。

【００３７】このように本実施例においては前述の如く
同期検知手段（ＢＤセンサー）に入射する光束は偏向面
の一部の領域に設けた高反射部分を介して導光させてい
る為、その光束の光量は該偏向面の他の領域に設けた低
反射部分を介して被走査面上を光走査する光束の光量よ
り大きくとることができる。

【００３８】即ち、被走査面上を光走査する光束の光量
は小さくし、ＢＤセンサーへ入射する光束の光量は増加
させている。これにより高感度の感光体に対応すると共
にＢＤ信号のＳ／Ｎ比の向上を図り、又ＢＤ信号の誤検
知や被走査面上における走査開始位置ズレを良好に防止
している。

【００３９】尚、本実施例においては偏向面の高反射部
分にＣｕ（銅）、又低反射部分にＣｒ（クロム）の材質
を成膜したが、前述の如く被走査面上での光束の光量を
小さく抑えＢＤセンサーに入射する光束の光量を増加さ
せることができる材質なら何を用いても本発明は前述の
実施例と同様に適用することができる。

【００４０】次に本発明の実施例２について図４を用い
て説明する。

【００４１】実施例２において実施例１と異なる点は図
２に示した反射特性の偏向面を有する光偏向器５を用い
る代わりに図４に示す入射角依存性を持つ偏向面を有す
る光偏向器を用いたことであり、他の構成は実施例１と
同様である。

【００４２】本実施例において光偏向器の偏向面の反射
率は図４に示すように入射角により異った入射角依存性
を持っている。即ち、ある値より小さな入射角度で偏向
面に入射したときの光束の反射率は高く、逆にある値よ
り大きな入射角度で偏向面に入射したときの光束の反射
率が低くなるように設定している。

【００４３】これにより本実施例においては同期検知手
段（ＢＤセンサー）に導く光束はある値よりも小さな入
射角を持って偏向面に入射するので反射率は高く、又被
走査面上を光走査する光束はある値より大きな入射角を
持って偏向面に入射するのでその反射率は低くなる。

【００４４】即ち、被走査面を光走査する光束の光量を
小さくし、又同期検知手段（ＢＤセンサー）への取込み
光量は増加させている。

【００４５】このように本実施例においては入射角依存
性を持つ偏向面を有する光偏向器を利用することによっ
ても、前述の実施例１と同様な効果を得ることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く部分的に反射
特性が異なる偏向面を有する光偏向器を利用して画像記
録を行う際、被走査面を光走査する際の光束の光量を小
さく、被走査面上の走査開始位置を調整する同期検知手
段（ＢＤセンサー）へ入射する光束の光量を大きくさせ
ることで、高感度の感光体に対応することができ、又同
期検知手段からの出力信号（ＢＤ信号）のＳ／Ｎ比の向
上が図れ、更にＢＤ信号の誤検知や走査開始位置ズレを
良好に防止することができる高精度な光走査を可能とし
た走査光学装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部概略図

【図２】図１に示した光偏向器の偏向面の説明図

【図３】本発明の実施例１の光偏向器の回転による偏向
面での光束の入射位置を示す説明図

【図４】本発明の実施例２の光偏向器の偏向面の反射率
の入射角依存性を示す説明図

【図５】従来の走査光学装置の要部概略図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ コリメーターレンズ ３ 絞り ４ シリンドリカルレンズ ５ 光偏向器 ５ａ 偏向面 ５ａ１ 高反射部分 ５ａ２ 低反射部分 ６ 結像光学系 ７ 感光体ドラム面 ８ 同期検知手段（ＢＤセンサー） ９ 駆動手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段から放射した光束を絞りを介し
   て複数の偏向面を有する光偏向器で反射偏向させた後、
   結像光学系を介して被走査面上に導光し、該被走査面上
   を光走査する走査光学装置において、該複数の偏向面は
   部分的に反射特性が異なっていることを特徴とする走査
   光学装置。
2. 【請求項２】 前記偏向面の反射特性は前記被走査面の
   走査開始位置を制御する同期検知手段へ光束を導光する
   領域の反射率が、該被走査面へ光束を導光する領域の反
   射率より大きいことを特徴とする請求項１の走査光学装
   置。
3. 【請求項３】 前記偏向面のうち前記同期検知手段へ光
   束を導光する領域の反射膜の材質と、前記被走査面へ光
   束を導光する領域の反射膜の材質とは互いに異なってい
   ることを特徴とする請求項２の走査光学装置。
4. 【請求項４】 前記偏向面の反射特性は前記被走査面の
   走査開始位置を制御する同期検知手段へ光束を導光する
   領域と、被走査面へ光束を導光する領域とで互いに入射
   角による反射依存性が異なっていることを特徴とする請
   求項１の走査光学装置。