JPH05232394A

JPH05232394A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH05232394A
Application number: JP6979892A
Authority: JP
Inventors: Hideki Wakai; 秀樹若井; Hiroshi Inahata; 弘稲畑; Toshio Takahashi; 俊雄高橋
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】回転多面鏡の反射面から被走査感光媒体面に
結像する光束によるゴースト像の発生を防止する。【構成】光源（１）と、複数の反射面（１０）を有す
る回転多面鏡（３）と、光源（１）からの光束を反射面
（１０）に入射する入射光学系（２）と、反射面（１
０）からの反射光束を被走査感光媒体面（２０）に結像
させる結像光学系（４）と、反射面（１０）と被走査感
光媒体面（２０）との間に配置されて、被走査感光媒体
面（２０）に結像する光束の強度が、少なくとも被走査
感光媒体面（２０）の感光強度の閾値より大きくなるよ
うに減光率が設定された光学部材（５，６）を有するこ
とを特徴とする光走査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転多面鏡を用いる
光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転多面鏡を用いる光走査装置は、たと
えばレーザプリンタやレーザコピー機に使用される。

【０００３】回転多面鏡を用いる光走査装置では、たと
えばレーザ光を回転多面鏡の反射面で反射して被走査感
光媒体面の有効走査範囲に走査する際に、この被走査感
光媒体面に走査光束が入射したとき生ずる散乱光が、結
像レンズを介して回転多面鏡の反射面で再び反射して偏
向されて、被走査感光媒体面上で再び結像することでゴ
ースト像が生じてしまう。

【０００４】このゴースト像は、被走査感光媒体面の有
効走査範囲に形成される像に悪影響を与えるので除去す
る必要がある。

【０００５】ゴースト像を除去する技術は、特開昭５２
−４３３１４号公報と特公平３−５５６２号公報に開示
されている。

【０００６】特開昭５２−４３３１４号公報の光走査装
置では、回転多面鏡の反射面に入射するレーザ光の光軸
もしくは入射光学系と、回転多面鏡の回転軸とのなす角
を９０°以外の角度になるように設定して、被走査面か
らのレーザ光の反射光が再びゴースト像として被走査面
に結像しないようにしている。つまり、レーザ光の入射
光学系と、回転多面鏡の反射面から被走査面にレーザ光
を導く結像光学系が９０°以外のある角度を成してい
る。

【０００７】また特公平３−５５６２号公報の光走査装
置では、回転多面鏡の反射面へのレーザ光の入射光の光
軸と、ゴースト像を形成する光束とのなす角は、常に４
π／Ｎ（Ｎは回転多面鏡の反射面の数）であることか
ら、光学系の光軸と入射光の光軸の角度および、回転多
面鏡の反射面数Ｎを調整することで、ゴースト像自体を
被走査面でのレーザ光の有効走査範囲からはずすことに
より、この有効走査範囲でのゴースト像の発生を防止し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の光走査
装置では、入射光学系と結像光学系が一共通平面上に配
置できず、異なる平面上に互いに存在する。このため光
走査装置の厚みが増すので、光走査装置を小型化するこ
とが難しい。この光走査装置の小型化はたとえばレーザ
プリンタを小型化するのに必要である。また、前者の光
走査装置では、被走査面上の走査幅が、結像レンズの焦
点距離に対して大きい場合、例えば、Ａ３版用のレーザ
プリンタに用いる場合には、走査線の曲がりが大きくな
ってしまう。

【０００９】後者の光走査装置では、被走査面上への結
像光学系の光軸と回転多面鏡の反射面への入射光束の光
軸との成す角をα、回転多面鏡の反射面数をＮ、結像光
学系の焦点距離をＤ、有効走査幅をＷとすると、ゴース
ト像を有効走査域外に形成するための条件式は数１で表
される。

【００１０】

【数１】したがって、有効走査幅Ｗを大きく取り、かつ小型化の
ために焦点距離Ｄを短くすると、回転多面鏡の反射面数
Ｎを少なくする必要があるか、αが小さくなる。

【００１１】しかし、反射面数Ｎが小さくなると、回転
多面鏡１回転当りの走査数が減り、走査速度が遅くなっ
てしまう。たとえば紙のサイズＡ３版用のレーザプリン
タとして用いる場合には走査幅が大きくなるので、実質
上、走査角も大きく取らなくてはならないが、走査角に
干渉しないように入射角を設定すると、ゴースト像を避
けるには、ポリゴンミラーの面数を少なくできず、走査
速度が著しく遅くなってしまう。また、αが小さくなる
と光源あるいは入射光学系と結像光学系とが干渉してし
まう。

【００１２】この発明は、ゴースト像の発生を防止し、
小型化を図ることができる構造の簡単な光走査装置を提
供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、光源（１）
と、複数の反射面（１０）を有する回転多面鏡（３）
と、光源（１）からの光束を反射面（１０）に入射する
入射光学系（２）と、反射面（１０）からの反射光束を
被走査感光媒体面（２０）に結像させる結像光学系
（４）と、反射面（１０）と被走査感光媒体面（２０）
との間に配置されて、被走査感光媒体面（２０）に結像
する光束の強度が、少なくとも被走査感光媒体面（２
０）の感光強度の閾値より大きくなるように減光率が設
定された光学部材（５，６）を有することを特徴とする
光走査装置である。

【００１４】

【作用】反射面（１０）から被走査感光媒体面（２０）
に結像する光束の強度が、少くとも被走査感光媒体面
（２０）の感光強度の閾値よりも大きくなるように、光
学部材（５，６）が光束を減光する。これによりゴース
ト像が生じにくくする。たとえば図１の実施例では、光
学部材としての円柱レンズ５のみに減光率が設定されて
いる。しかしこれに限定されない。

【００１５】

【実施例】図１と図２はこの発明の光走査装置の実施例
を示している。

【００１６】光走査装置はたとえばレーザプリンタ用の
もので、光源１、入射光学系２、回転多面鏡３、結像光
学系４、円柱レンズ５、反射鏡６を有している。この光
走査装置は、感光ドラム７の付近に配置されている。感
光ドラム７は回転軸Ｒを中心に回転する。

【００１７】回転多面鏡３は、回転軸Ｓを中心に矢印Ａ
の方向に回転する。光源１はたとえば半導体レーザであ
る。入射光学系２はレーザ光Ｌを回転多面鏡３の偏向反
射面ともいう反射面１０の１つに導く。

【００１８】レーザ光Ｌの光軸は好ましくは感光ドラム
７の回転軸Ｒと平行である。回転多面鏡３は好ましくは
６つの反射面１０を有する正六面体である。

【００１９】結像光学系４は回転多面鏡３と円柱レンズ
５の間に配置されている。結像光学系４はｆθ特性を有
する。円柱レンズ５は結像光学系４と反射鏡６の間に配
置されている。結像光学系４はｆθ特性を有するので、
一定時間において、感光ドラム７の両端で走査スポット
Ｐｓの走査間隔が広がり中央では狭くなるという現象を
さけることができる。

【００２０】光源１のレーザ光Ｌは入射光学系２を介し
て回転多面鏡３の１つの反射面１０ａに導かれる。回転
多面鏡３の回転により、レーザ光Ｌは図３で示すような
走査角θで走査される。走査されるレーザ光Ｌは結像光
学系４と円柱レンズ５を通り、反射鏡６により反射され
て感光ドラム７の被走査感光媒体面２０に結像される。
この走査角θは中心線Ｔと最外線Ｂの成す角である。中
心線Ｔと光源１から出たレーザ光Ｌの光軸の成す角αは
９０°になっている。なお図３のＤは、結像光学系４の
光学中心から感光ドラム７までの距離（Ｆθレンズの焦
点距離に等しい。）である。

【００２１】走査角θは数２で表される。

【００２２】

【数２】ここでＷは有効走査幅２Ｗの半分の値である。ｆは結像
光学系４の焦点距離である。図示の実施例のレーザプリ
ンタがたとえば紙サイズＡ３版用のプリンタである場
合、Ａ３版の幅は２９７ｍｍなのでＷはその半分の１４
８．５ｍｍである。結像光学系４の焦点距離ｆが２５０
ｍｍだとすれば、数２の走査角θ値は３４°となる。

【００２３】一方ゴースト像は感光ドラム７のＰｇ点に
生じる。またＰｇ点と中心線Ｔの成す角θ１は数３で表
せる。

【００２４】

【数３】ここでＮは回転多面鏡６の反射面１０の数である。つま
りＮは６である。これらの結果から、ゴースト像のでき
るＰｇ点は、中心点Ｔからの距離Ｙが１４４．３ｍｍの
位置になるので、有効走査幅２Ｗの範囲内に生じてしま
う。

【００２５】そこで、この発明では、図１の円柱レンズ
５と反射鏡６の少くとも一方に対して、レーザ光を減光
するために減光率を設定している。図示の実施例では、
円柱レンズ５にたとえば５０％の減光率を設定してい
る。

【００２６】図１の反射面１０で反射したレーザ光Ｌは
結像光学系４、減光率５０％の円柱レンズ５を通り反射
鏡６で反射して感光ドラム７の被走査感光媒体面２０に
結像する。このとき、結像したレーザ光Ｌの光束の強度
は被走査感光媒体２０の感光強度の閾値より大きい。す
なわち、トナーの付着の有無において明確な差ができる
ように被走査感光媒体面２０上の電位を変化させるのに
十分な露光量を閾値とし、十分感光するだけの強度の光
束を入射するものである。この閾値よりもレーザ光Ｌの
光束の強度が小さいと、トナーの付着量が微量となりプ
リント濃度が稀薄になる。

【００２７】結像したレーザ光Ｌは被走査感光媒体面２
０で散乱光Ｌ１を発生する。この散乱光Ｌ１は反射鏡６
で反射して５０％の減光率の円柱レンズ５と、結像光学
系４とを通り、回転多面鏡３の反射面１０ｂに入射す
る、このとき円柱レンズ５で被走査感光媒体面２０から
の散乱光Ｌ１は５０％に減光されている。

【００２８】この散乱光Ｌ１のうち反射面１０ｂで反射
されたものは結像光学系４と５０％の減光率の円柱レン
ズ５を通りさらに５０％に減光され、反射鏡６で反射し
て非常に弱いゴースト像として被走査感光媒体面２０の
Ｐｇ点に結像する。つまり最終的のゴースト像の光束の
強度ＬＦ０は、最初に円柱レンズ５を通ったあとのレー
ザ光の光束の強度ＬＦの基本的に２５％まで減光され
る。したがってゴースト像は被走査感光媒体面２０を十
分に感光させないのでプリント濃度も極めて稀薄とな
り、有効走査幅２Ｗに形成される象に悪影響を与えな
い。

【００２９】レーザ光の走査光束は、被走査感光媒体面
２０に入射するときに、被走査感光媒体面の感光に必要
な露光量に対し十分な光量とした場合でも、この被走査
面における散乱光を前記減光率を有する円柱レンズ５に
２回通過させることで光量を著しく低下させ、ゴースト
像を発生させる光束による被走査感光媒体面２０の露光
を防ぐことで、有効走査範囲上におけるゴースト像の発
生を防止している。

【００３０】上記被走査感光媒体面２０は、入射したレ
ーザ光の光束により露光されて表面の電位が変化する。
トナーの付着量はこの表面電位により変化するので、光
束で被走査感光媒体面２０上に電位差を生じさせて、ト
ナーの付着量をコントロールして白黒の像を形成する。

【００３１】このトナーを紙に圧着することで、形成さ
れた像を紙に転写し印刷する。この場合２つの転写方式
がある。

【００３２】（１）表面電位の変化したところ、すなわ
ち被走査感光媒体面のレーザ光照射箇所に対応してトナ
ーが付着する方式。

【００３３】（２）表面電位の変化したところ、すなわ
ち被走査感光媒体面のレーザ光照射箇所以外にトナーが
付着する方式。

【００３４】（１）の方式では、図１のゴースト点Ｐｇ
に生じるゴースト像は黒くなる。（２）の方式では、逆
にゴースト像は白くなる。

【００３５】一例として図４は被走査感光媒体面におけ
るレーザ光Ｌの露光量Ｅとレーザプリント濃度の関係を
示している。この図４は（２）の方式の関係を示してい
る。

【００３６】露光量Ｅがある値、すなわちＬＩになる
と、完全にプリント濃度Ｐｐが０になる。値ＬＩに比較
的近いところに、露光量Ｅの変化に対するプリント濃度
の変化が大きくなる範囲（図４中のｌｏｇＥ＝０．５〜
１．５）がある。この範囲の露光量Ｅを使用すれば、レ
ーザ光の走査光束に対するゴースト像の光束の減光をよ
り効果的にできる。つまり、ある露光量に達すると、プ
リント濃度はあまり変わらなくなり、この露光量で必要
十分な値である。したがってゴースト像の光束の減光を
より有効に行える。

【００３７】ところでこの発明は上述の実施例に限定さ
れない。たとえば、円柱レンズ５と反射鏡６の両方に減
光率を設定してもよい。また反射鏡６のみに減光率を設
定してもよい。

【００３８】また回転多面鏡の反射面の数Ｎはたとえば
８にすることができる。

【００３９】また、光学部材としてレンズや反射鏡の他
にＮＤフィルタ（ＮＤ：ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔ
ｙ）及び波長選択フィルタ等の屈折率を有しないものを
用いてもよい。ＮＤフィルタは、波長特性を変化させず
強度のみを減らすフィルタである。

【００４０】

【発明の効果】この発明によれば、光学部材により、反
射面から被走査感光媒体面に結像する光束の強度が、少
くとも被走査感光媒体面の感光強度の閾値よりも大きく
なるように光束を減光するので、レーザ光のような強い
光束を用いても有効走査域にゴースト像が発生しない。
このため、被走査感光媒体面に形成される結像が鮮明で
高精度になる。

【００４１】しかも光学部材を設定するだけなので、光
源と、回転多面鏡と被走査感光媒体面の位置関係で特別
な制約をうけない。入射光学系と結像光学系を同一共通
平面上に配置でき、光走査装置の小型化が図れる。

【００４２】また、入射光束を反射面に対して走査面と
同一内面において入射できる。しかも所望の走査幅が得
られるように走査角度の設定も自由である。従来のよう
に回転多面鏡の反射面数を少なくする必要もなく、走査
速度の高速化の妨げとはならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光走査装置の好適な実施例を示す斜視
図。

【図２】本発明の光走査装置の好適な実施例の側面図

【図３】本発明の光走査装置の好適な実施例の平面図。

【図４】本発明における露光量とプリント濃度の関係の
一例を示す図。

【符号の説明】

１光源２入射光学系３回転多面鏡４結像光学系５円柱レンズ６反射鏡７感光ドラム１０反射面２０被走査感光媒体面 ◆

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源（１）と、複数の反射面（１０）を有する回転多面鏡（３）と、光源（１）からの光束を反射面（１０）に入射する入射
光学系（２）と、反射面（１０）からの反射光束を被走査感光媒体面（２
０）に結像させる結像光学系（４）と、反射面（１０）と被走査感光媒体面（２０）との間に配
置されて、被走査感光媒体面（２０）に結像する光束の
強度が、少なくとも被走査感光媒体面（２０）の感光強
度の閾値より大きくなるように減光率が設定された光学
部材（５，６）を有することを特徴とする光走査装置。