JPH04329513A - 光走査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関し、特に
レーザ光源からの光変調したレーザ光で感光体や静電記
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。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター等の
光走査装置に於いては、像担持体面上を光変調されたレ
ーザ光（光束）で光走査することにより画像情報の書き
込み等を行っている。

【０００３】図８は従来の光走査装置の要部概略図、図
９は図８の光走査装置を主走査断面内において光路を展
開したときの要部概略図、図１０は図８の光走査装置を
副走査断面内において光路を展開したときの要部概略図
である。

【０００４】図８〜図１０に於いて半導体レーザー等の
光源部１０１より出射した光束をコリメーターレンズ１
０２により平行光束とし絞り１０３を介し副走査方向に
のみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ１０４で集光し
、回転多面鏡等から成る光偏向器１０５の偏向反射面１
０５ａへ線状に入射させている。

【０００５】該偏向反射面１０５ａで反射偏向させた光
束を走査レンズ１０６に依って被走査面１０７上に導光
し、スポットを形成している。そして前記光偏向器１０
５を回転軸１０５ｃを中心にモーター等の駆動手段（不
図示）により矢印１０５ｂ方向に回転させることにより
被走査面１０７上を矢印１０７ａ方向に光走査している
。

【０００６】一般にレーザービームプリンターやレーザ
ービーム複写機等における光走査装置では光源部として
半導体レーザやＨｅ−Ｎｅレーザ等を用いている。これ
らのレーザ光源から放射されるレーザ光の光振幅強度分
布は図１１に示すようにガウシアン分布をしている。従
来の光走査装置ではこのガウシアン分布のレーザ光を利
用してコリメーターレンズや絞りを介して像担持体面上
に導光して光走査を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光走査装置では
図１１に示すガウシアン分布の光振幅強度分布を有した
レーザ光のうち実線で示す中央部分１１１ａのレーザ光
を用いている。そして、このような光振幅強度分布のレ
ーザ光を走査レンズ系で被走査面上に集光しスポットを
形成している。

【０００８】このときの被走査面上のレーザ光のスポッ
トの光強度分布は図１１の光振幅強度分布をフーリエ変
換し、自乗したものとなり、図１２に示すような輪帯状
のサイドローブを有した光強度分布のレーザ光となって
くる。

【０００９】従ってこのようなスポット形状のレーザ光
を用いて光走査し画像形成を行うと各画素の周辺に輪帯
が生じ、画像全体がガサついた低品位の画像となってく
るという問題点があった。

【００１０】本発明はレーザ光源からのレーザ光を２つ
のコリメーターレンズと絞りを利用し、レーザ光の光振
幅強度分布がベッセル分布となるようにして、被走査面
上に導光し、被走査面上で良好なる形状の光強度分布の
光束として光走査を行うことができるようにし、これに
よりサイドローブのあるガウシアン分布のレーザ光を用
いて光走査した場合に比べてエッジの切れが良く、ノイ
ズの少ない高品位の画像が容易に得られる光走査装置の
提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光走査装置は、
レーザ光源からの光変調したレーザ光を第１コリメータ
ーレンズで平行光束に変換して、絞りに入射させ、該絞
りで回折したレーザ光を第２コリメーターレンズで平行
光束に変換した後、光偏向器に入射させ、該光偏向器で
偏向させたレーザ光を像担持体面上に導光させて光走査
するようにしたことを特徴としている。

【００１２】この他本発明では、前記絞りで回折したレ
ーザ光をビームコンプレッサーに入射させ、該回折光の
回折角を拡大させた後、前記第２コリメーターレンズに
入射させていることや前記第１コリメーターレンズから
のレーザ光をビームコンプレッサーを介した後に前記絞
りに入射させていること等を特徴としている。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１の主走査断面内における光路を展開したときの要
部概略図、図３は図１の副走査断面内における光路を展
開したときの要部概略図である。

【００１４】図１〜図３において、１は半導体レーザー
等から成る光源部（レーザ光源）であり、該光源部１か
ら出射された光束（レーザ光）は第１コリメーターレン
ズ２により略平行光束とされ、小径の開口の絞り３に入
射する。

【００１５】絞り３に入射した光束は回折し、発散光束
となって絞り３から射出する。絞り３からの回折光は第
２コリメーターレンズ４により平行光束とされ、光束絞
り５によってその光束断面の大きさが整形されてシリン
ドリカルレンズ６に入射する。

【００１６】シリンドリカルレンズ６は副走査断面に関
しては屈折力を持ち主走査断面に関しては屈折力を持っ
ていない。この為シリンドリカルレンズ６を通過した光
束は主走査断面では平行光束で、副走査断面ではほぼ線
状に結像されて光偏向器である回転多面鏡７の偏向面７
ａに入射する。回転多面鏡７は矢印７ｂの方向に等速で
高速回転しており、回転多面鏡７の偏向面（反射面）７
ａの点Ｐに入射した該光束は反射されて主走査断面にお
いて偏向走査され、アナモフィック系より成る走査レン
ズ系８に入射する。

【００１７】走査レンズ系８は主走査断面と副走査断面
において屈折力の異なるトーリック面を有するレンズを
有している。（図では１枚のレンズしか示していないが
通常球面レンズとトーリックレンズの２つのレンズより
成っている。）走査レンズ系８は主走査断面内において
ｆ−θ特性を有しており、走査レンズ系８を通過した光
束は被走査面である感光ドラム（像担持体）９面上に結
像されてその面上を略等速度直線運動で光走査する。

【００１８】尚、図１〜図３においてＰは回転多面鏡７
の反射面７ａの反射位置を示しており、副走査断面にお
ける光束は上述した様にシリンドリカルレンズ６を介し
略この反射位置Ｐに集光される。

【００１９】ここで図３に示すように副走査断面内にお
いて反射位置Ｐと感光ドラム９は光学的にほぼ共役な関
係に設定されているので、例えば反射面７ａが副走査断
面において回転軸７ｃに対して平行でなく倒れても（即
ち面倒れがあっても）、又回転多面鏡７が回転に伴って
才差運動を起こしても、更に回転多面鏡７の各反射面の
角度が相対的に異っていても光束は感光ドラム９上の同
一走査線上に結像される。このようにして走査レンズ系
８は所謂回転多面鏡７の反射面７ａの面倒れ補正系を構
成している。

【００２０】次に本実施例において感光ドラム面９上に
入射する光束の光強度分布について説明する。

【００２１】一般に半導体レーザやＨｅ−Ｎｅレーザ等
のレーザ光源から放射されるレーザ光の光振幅強度分布
はガウシアン分布をしている。本実施例において第１コ
リメータレンズ２を通過した点ａにおける光束の光振幅
強度分布はレーザ光源１からの光振幅強度分布と同様に
図４に示すようなガウシアン分布となっている。

【００２２】そして図４の斜線部分に相当する光束のみ
を小径開口の絞り３に入射させている。絞り３で入射光
束を回折させて該回折光を第２コリメーターレンズ４で
所定のビーム径の平行光束に変換し、光束絞り５を通過
させて、外側の不要な光束を遮光している。

【００２３】このとき光束絞り５を通過した点ｂにおけ
る光束の光振幅強度分布は絞り３と第２コリメーターレ
ンズを介することにより変換されて図５に示す第１種１
次のベッセル分布となってくる。

【００２４】以後、図５に示すベッセル分布の光振幅強
度を有した光束をシリンドリカルレンズ６を介して回転
多面鏡７によって偏向し、走査レンズ系８によって感光
ドラム面９に集光している。このとき感光ドラム面９（
点ｃ）上での光束の光強度分布は図６に示す円筒形に近
い光強度分布となっている。

【００２５】即ち、感光ドラム面９上ではベッセル分布
の光束が走査レンズ系５を介することによりフーリエ変
換され円筒形状に近い光振幅分布となり、これが２乗さ
れて図６に示す略円筒形状の光強度分布となってくる。

【００２６】本実施例では図６に示す略円筒形状の光強
度分布の光束で感光ドラム面９上を光走査することがで
きるので従来の図１２に示す光強度分布の光束を用いた
場合に比べて高品位の画像形成が可能となる。

【００２７】図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２、
３の一部分の要部概略図である。

【００２８】図７（Ａ）の実施例２ではレーザ光源１か
ら放射された光束を第１コリメーターレンズ１１で平行
光束に変換し、比較的大きな開口の絞り１２に入射させ
ている。そして絞り１２によって入射光束を僅かに回折
させて、このときの回折光７１ａの回折角を２つのレン
ズ１３ａ，１３ｂより成るビームコンプレッサー１３に
よって拡大した光束７１ｂとして第２コリメーターレン
ズ４に入射させている。これによりレーザ光源１からの
光束の有効利用を図っている。

【００２９】第２コリメーターレンズ４は入射光を平行
光束として射出させており第２コリメーターレンズ４を
通過後の光束は図１の実施例と同じである。

【００３０】図７（Ｂ）の実施例３ではレーザ光源１か
ら放射された光束を第１コリメーターレンズ１１で平行
光束とし、２つのレンズ１３ａ，１３ｂより成るビーム
コンプレッサー１３によって光束の光エネルギー密度を
増加させた後、小径開口の絞り１５に入射させている。 そして絞り１５で回折させた回折光を第２コリメーター
レンズ４で平行光束としている。

【００３１】これにより図７（Ａ）の実施例２と同様に
レーザ光源１からの光束の有効利用を図っている。第２
コリメーターレンズ４を通過後は図１の実施例と同じで
ある。

【００３２】

【発明の効果】本発明によればレーザ光源からのレーザ
光を前述の如く２つのコリメーターレンズと絞りを、又
必要に応じてビームコンプレッサーを利用し、レーザ光
の光振幅強度分布がベッセル分布となるようにして、被
走査面上に導光し、被走査面上で良好なる円筒形状の光
強度分布の光束として光走査を行うことができるように
し、これによりサイドローブのあるガウシアン分布のレ
ーザ光を用いて光走査した場合に比べてエッジの切れが
良く、ノイズの少ない高品位の画像が容易に得られる光
走査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の
主走査断面内の要部概略図

【図３】図１の副走査断面内
の要部概略図

【図４】図２の点ａにおける光束の光振幅
強度分布の説明図

【図５】図２の点ｂにおける光束の光振幅強度分布の説
明図

【図６】図２の点ｃにおける光束の光強度分布の説明図

【図７】本発明の他の実施例の要部概略図

【図８】従来
の光走査装置の要部概略図

【図９】図８の主走査断面内
の要部概略図

【図１０】図８の副走査断面内の要部概略
図

【図１１】図９の点ｄにおける光束の光振幅強度分布
の説明図

【図１２】図９の点ｅにおける光束の光強度分布の説明
図

【符号の説明】

１　　レーザ光源 ２，１１　　第１コリメーターレンズ ３，１２，１５　　絞り ４　　第２コリメーターレンズ ５　　光束絞り ６　　シリンドリカルレンズ ７　　光偏向器 ８　　走査レンズ系 ９　　被走査面 １３　　ビームコンプレッサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源からの光変調したレーザ光
   を第１コリメーターレンズで平行光束に変換して、絞り
   に入射させ、該絞りで回折したレーザ光を第２コリメー
   ターレンズで平行光束に変換した後、光偏向器に入射さ
   せ、該光偏向器で偏向させたレーザ光を像担持体面上に
   導光させて光走査するようにしたことを特徴とする光走
   査装置。
2. 【請求項２】　　前記絞りで回折したレーザ光をビーム
   コンプレッサーに入射させ、該回折光の回折角を拡大さ
   せた後、前記第２コリメーターレンズに入射させている
   ことを特徴とする請求項１の光走査装置。
3. 【請求項３】　　前記第１コリメーターレンズからのレ
   ーザ光をビームコンプレッサーを介した後に前記絞りに
   入射させていることを特徴とする請求項１の光走査装置
   。