JPH04181913A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走査光学装置に関するものであり、特に画像
書き込み開始位置の検出装置の配置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、走査光学装置では、第９図に示したように、半導
体レーザーなどの光源１からの光を、コリメーターレン
ズ２を用いて集光したのち、その集光された光束をポリ
ゴンミラーなどを用いた偏向器３によって、被走査面５
上を走査するように偏向し、さらにその光束をｆθレン
ズなどの走査レンズ４を用いて、被走査面上に結像させ
るようにして光のスポットを形成しながら、そのスポッ
トが被走査面上を走査されるにつれて、画像情報に基づ
いた変調を加えることで、画像の形成を行っている。

このような走査光学装置では、被走査面上で、画像の書
き込み開始位置を検出するために、被走査面上の画像書
き始めの位置、またはそれと等価な位置に、光センサ−
８を直接またはスリット７などを通しておき、光センサ
ーの位置（またはスリット上）をスポットが通りすぎる
瞬間に、光センサーから発せられる電気信号を基にして
、画像書き込み開始信号を得ている。

そして、第１０図に示すように、ポリゴンミラーの回転
につれて、スリット７上にあるレーサースポット１３が
、時間と共に移動して行くとする。

このとき、スリットの後におかれている光センサーから
の出力は、第１１図にあるように、スポットがスリット
の影から出て行くにしたがって、増加して行く。この出
力が増加して行く時間（立ち上がり時間）の間で、画像
書き込み開始信号を発生させることになる。

この場合、画像書き込み開始位置検出装置は、画像書き
込み領域外に配置する必要がある。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、画像書き込み開始位置検出装置の検出精
度は、おもに検出装置から出力される信号の立ち上がり
時間によっており、立ち上がり時間が遅いと、レーサー
の少しの光量変動が、書き出しタイミングの大きな差に
なってしまい、書き出し開始位置がバラつくので画像品
質が劣化する。

したがって、従来の走査光学系では、立ち上がり時間を
短（するために、偏向器から光センサ−（またはスリッ
ト）までの距離を、充分に離して、光センサ−（または
スリット）上を走査するレーザー光の走査スピードを太
き（してあった。

そのため、画像書き込み開始位置検出装置を配置するた
めに広い空間が必要となり、走査系全体が大きくなって
しまっていた。

このために、画像書き込み開始位置検出装置に入射する
光路中に、折り返しミラー１２などを配置して、走査系
全体が小さくまとまるように工夫がされていた。こうし
た配置の場合、折り返しミラーが走査系や画像形成装置
全体の振動をうけて、かえって画像書き込み開始位置の
検出精度が悪化したりする問題があった。ミラーの振動
の影響は、光路中にレンズ系を加えて、ミラーとセンサ
ーを光学的に共役な配置とすることで補正できるが、検
出装置の部品点数が増え、構成が複雑になると゛いう問
題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による走査光学装置では、偏向器から光センサー
に至る光路中に、光路長を短縮化するための光学系を配
置して、画像書き込み開始位置の横町精度を落とす事な
く、画像書き込み開始位置検出装置が必要とする空間を
小さく抑えたものである。

〔実施例〕

第１図に本発明による走査光学装置の第一の実施例を示
す。■は半導体レーザーなどの光源であり、２は光源か
らの光を集光するレンズであり、３はポリゴンミラーに
よる偏向器、４は走査レンズであり、５は被走査面であ
って、この位置に感光ドラムなどの記録材料が置かれる
ことなる。

半導体レーサー１を発したレーザーは、集光レンズ２に
よって集光された後、ポリゴンミラー３によって偏向さ
れ、走査レンズ４を通して被走査面上に結像し、レーサ
ースポットを形成する。レーサースポットは、ポリゴン
ミラーの回転につれて、図上で上から下に向かって被走
査面上を走査されることになる。

画像書き込み開始位置検出装置は、画像書き込み領域外
の画像書き出し側に置かれている。レーサーは、画像書
き込みを行う直前にレンズ６を通って、スリット７の置
かれた位置にレーザースポットを形成し、光センサ−８
に入射する。ポリゴンミラーから、光センサーまでの光
路長ｒ５は、レンズ７を配置したことにより、ポリゴン
ミラー！。

から被走査面までの距離ｒ、に比べて、Ｏ＜−＜０．７
βｄ となるように構成されている。

このため走査系全体は、コンパクトな構成となっている
。

さて、画像書き込み開始位置検出装置の検出精度だが、
これはおもに検出装置から出力される信号の立ち上がり
時間によっている。すなわち、光センサーに入射するレ
ーサー光の光量が、急激に変化するようになっていれば
よい。

ここで、ポリゴンミラーの回転速度をωとして、走査レ
ンズの焦点距離をｆとすると、被走査面上でのレーサー
スポットの走査速度Ｖは、ｖ＝ｆＸω となる。このとき、被走査面上でのレーサースポットの
直径をｄとすると、被走査面上での光量の立ち上がり時
間ｔは、 ｔ＝ｄ／Ｖ である。

本実施例の走査光学系では、スリット上での走査速度は
レンズ６があって光路長が短くなった分だけ遅くなって
おり、走査レンズ４とレンズ６による合成焦点距離をｆ
ｂとすると、 ｆｂ＜ｆ である。従って、スリット上での走査速度をｖｂ。

スポット系をｄｂ、立ち上がり時間をｔｂとすると、 ｖｂ＝ｆｂｘω ｔ　ｂ　＝　ｄ　ｂ　／　ｖ　ｂ となり、 ｖｂ＜ｖ の関係になっている。

ところで、レーサーのスポット径は、レーサーの波長λ
と、光学系の有効Ｆｎｏ、に比例しており、 ｄ■λｘＦｎｏ。

となっている。

本実施例の場合、被走査面上での有効Ｆｎ○。

と、スリット上での有効Ｆｎｏ、は異なっており、概ね
それぞれの焦点距離ｆ、ｆｂに比例している。

そのため、被走査面上のレーサースポット形と、スリッ
ト上のレーサースポット形は同様に概ね比例しており、 ｆ：ｆｂ＃ｄ：ｄｂ となっている。この関係から、立ち上がり時間ｔ、ｔｂ
については、 ｔ＝ｔｂ であり、光センサーが被走査面相当位置にある場合と大
きく変わらない。そのため画像書き込み開始位置検出装
置の検出精度は、太き（変化することはない。

この様子を、第２図と第３図で示す。スリット上に形成
されているスポット９の径は、レンズ６によって焦点距
離がｆｂと小さくなっているため、有効Ｆｎｏ　　が小
さくなり、小さなスポット径となっている。また走査速
度が小さくなっているため、同じ時間間隔でみても、従
来のものよりも移動速度が遅くなっている。一方で、光
センサーからの出力の立ち上がり時間は、余り大きな差
はみられない。

第４図に本発明による走査光学装置の第二の実施例を示
す。本実施例では、レンズ６のあとで、直接光センサー
８上にレーサースポットを形成するようになっている。

したがって、画像書き込み開始位置の検出は、光センサ
ーの端部で行われることになる。

第５図に本発明による走査光学装置の第三の実施例を示
す。本実施例では、走査レンズ４を通過する前の光束を
レンズ６を通して光センサ−８上にレーサースポットを
形成している。

第６図に本発明による走査光学装置の第四の実施例を示
す。本実施例では、シリンドリカルレンズ１０を用いて
ポリゴンミラー３の反射面上に線像を作り、走査レンズ
４にアナモフィックな光学系をもちいて、ポリゴンミラ
ーと被走査面を共役な配置にしてポリゴンミラーの面だ
おれを補正している光学系の場合であり、レンズ１１に
アナモフィックな光学系をもちいて、光センサ−８に入
射する光束が主走査断面、副走査断面とも良好な結像関
係を保つようにしている。第７図と第８図にその様子を
示す。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明による走査光学装置では、偏
向器から光センサーに至る光路中に、光路長を短縮化す
るための光学系を配置して、画像書き込み開始位置の検
出精度を落とす事なく、画像書き込み開始位置検出装置
が必要とする空間を小さく抑えたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走査光学装置の第一の実施例を示
す図、 第２図は本発明でのスリット上のスポットの走査の様子
を示す図、 第３図は本発明での光センサーからの出力を示す図、 第４図は本発明による走査光学装置の第二の実施例を示
す図、 第５図は本発明による走査光学装置の第三の実施例を示
す図、 第６図は本発明による走査光学装置の第四の実施例を示
す図、 第７図は第四の実施例の光学系の主走査側光路図、 第８図は第四の実施例の光学系の副走査側光路図、 第９図は従来の走査光学装置を示す図、第１０図は従来
の走査光学装置でのスリット上のスポットの走査の様子
を示す図、 第１１図は従来の走査光学装置での光センサーからの出
力を示す図である。 １　・半導体レーサー ２・・コリメーターレンズ ３・　ポリゴンミラー ４・・・走査レンズ ５・・・被走査面 ６・・・レンズ ７・・・スリット ８・・・光センサー 第１図 ｅ　　　　　　Ｏ ■　　　　　　ｅ　　　　　　■ ■　■　■　■　■　　　”″ 第４図 第５図 第６図 第７図 主走査断面 第８図 第９図 ｅ　　　　　　　。 Ｏｅ　　　　　　　○

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、光源からの光を集光するための光学系と
   、集光された光束を偏向して被走査面上を走査するため
   の偏向器と、偏向された光束を被走査面上に結像させる
   走査レンズよりなる走査光学装置で、光センサーをもち
   いて、被走査面上の画像書き込み開始位置を検出する装
   置をもち、この装置は、偏向面から検出装置の光センサ
   ーに至る光路中に走査レンズとは別の光学系をもち、な
   おかつ、偏向器の偏向面からその画像書き込み開始位置
   検出装置の光センサーまでの光路長ｌ＿ｓが、偏向器の
   偏向面から被走査面までの光路長ｌ＿ｄに対して０＜ｌ
   ＿ｓ／ｌ＿ｄ＜０．７となることを特徴とする走査光学
   装置。
2. （２）前記走査レンズとは別の光学系は、走査レンズと
   画像書き込み開始位置検出装置の間に配置されている特
   許請求の範囲第１項記載の走査光学装置。
3. （３）前記画像書き込み開始位置検出装置にもちいられ
   ている走査レンズとは別の光学系は、アナモフイツクな
   光学系である特許請求の範囲第２項記載の走査光学装置
   。
4. （４）前記画像書き込み開始位置検出装置は、偏向器と
   走査レンズの間に配置されている特許請求の範囲第１項
   記載の走査光学装置。
5. （５）前記画像書き込み開始位置検出装置にもちいられ
   ている走査レンズとは別の光学系は、アナモフイツクな
   光学系である特許請求の範囲第４項記載の走査光学装置
   。
6. （６）前記画像書き込み開始位置検出装置は、入射光束
   の結像点近くにスリットをもち、スリットを通過した光
   束が光センサーに入射する構成となっている特許請求の
   範囲第１〜５項のいずれか１つの項に記載の走査光学装
   置。