JPH0614186Y2 - ビ−ム走査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はレーザービームを回転多面鏡で偏向し、このビ
ームを感光体上に結像させて画像を形成するレーザービ
ームプリンターのビーム走査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

レーザービームを回転多面鏡で偏向し、これを感光体上
に結像させ画像を形成するレーザービームプリンターの
光学系は回転多面鏡で偏向された後の偏向角と感光体上
の像の像高が比例関係になっている必要がある。即ち第
３図で偏向角θとし、像高をＹとし結像レンズの焦点距
離をｆとした場合、Ｙ＝ｆθとなる必要がある。一般の
結像レンズはＹ＝ftanθの関係にあり、このレンズを使
用した場合等速で回転多面鏡でビームを偏向させ感光体
上を走査した場合画像の周辺部は中央部と較べ偏向角の
変化に対する像点の移動が大きく周辺部へ行くほど走査
方向に伸びた画像となる。これを防ぐため歪曲収差を一
般のレンズとは異なる補正を行いＹ＝ｆθの関係を得て
いる。これをｆθ光学系と呼んでいる。レーザービーム
プリンターは光源から発したレーザ光をある径の平行光
束に変え、これを回転多面鏡で反射させｆθ光学系によ
って感光上に結像させて、回転多面鏡を回転させｆθレ
ンズによって感光体上にできるレーザースポツト像を走
査している。この場合回転多面鏡の各面の回転多面鏡の
回転軸方向の倒れにばらつきが大きいと各面の反射によ
ってできる感光体面上のスポツト像の高さが異なり、定
速で回転する感光体を一定、間隔で走査することができ
ず画像にむらが生ずる。これを防ぐため第４図（ａ），
（ｂ）に示す様に光学系が使われている。これは第４図
（ｂ）に示す如く平行光束にしたレーザー光をビーム偏
向面の方向に母線をもつシリンドリカルレンズ３を通し
偏向面と垂直な断面は回転多面鏡上１１で結像させ、平
行な断面は平行光束の状態で回転多面鏡上１１で反射さ
せ、偏向面と平行な方向と垂直な方向で異なった曲率を
もち、異なった屈折力をもったレンズ６（これを今後ト
ーリツクレンズを呼ぶ）を使用したｆθ特性をもつ結像
レンズに入射させる。第４図（ａ）の如く偏向面と平行
な断面では回転多面鏡１１で反射された平行光束はｆθ
レンズで感光体上に結像され、又第４図（ｂ）の如く垂
直な断面では回転多面鏡１１で反射された光は発散光束
となっているが、ｆθレンズはこの発散光束をも感光体
上１２で結像する様に平行な断面より屈折力を大きくし
ている。

即ち偏向面と垂直な断面では回転多面鏡の面と感光体上
とが共役関係にある。この場合回転多面鏡１１の各面の
倒れにばらつきがあっても感光体面上１２のビームの高
さは変化しない。この光学系を倒れ補正光学系と呼ぶ。
この倒れ補正光学系はシリンドリカルレンズ３と球面レ
ンズ５とトーリツクレンズ６から成っている。これを框
体に組込む場合多少の組立誤差は避けられない。この誤
差は種々な現象として現れるが、その一つとして第５図
に示す様にスポツト像の走査軌跡が直線とならずに曲が
りを生ずる。単独のレーザースポツト走査装置で画像を
形成する場合この曲りはあまり気にならないが、第８図
に示す様に複数のレーザースポツト走査装置を使って画
像を形成する場合、この様な走査軌跡に曲りがあると当
然各々で曲りの状態が異なり、第９図の如くこれを重ね
合わせるとどうしても一致しない箇所が出てくる。

〔考案が解決しようとしている問題点〕

上記の様に従来のｆθ倒れ補正光学系を組込む框体は部
品の加工誤差による偏向面と垂直な断面での結像位置の
ずれを補正するためシリンドリカルレンズ３の光軸方向
の位置を調整する機構はあったが他には調整機構がな
く、スポツト走査軌跡の曲がりはそのままであった。本
考案は、このスポツト走査軌跡の曲りを補正し走査軌跡
を一直線にし複数のレーザースポツト走査装置で画像を
形成する場合でも各々の走査装置の画像を合致できる様
にするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案によれば、画像信号によって変調されたレーザー
ビームを回転多面鏡又はガルバノミラーによって偏向さ
せ、このビームをｆθ光学系で被走査面上に結像させて
走査するビーム走査装置に於いて、前記ｆθ光学系を構
成するレンズの少くとも一つのレンズをビーム偏向面と
垂直な方向に微少に平行移動できその移動量を調整可能
にする機構を設けることによりスポツト走査軌跡の曲が
りを補正するものである。

〔実施例〕

第１図（ａ），（ｂ）は、本考案の実施例を示し第一図
は本考案の特徴を最っとも良く表わす図面であり同図に
於いて１は光源となるレーザーチツプ、２は発散するレ
ーザー光を平行光束にするコリメーター、３は偏向面と
垂直な断面のみ回転多面鏡上に結像させ、偏向面と平行
な断面は平行光束のままさせるシリンドリカルレンズ、
４は回転多面鏡、５は球面レンズ、６は偏向面と平行な
断面と垂直な断面とで屈折力が異なるトーリツクレン
ズ、７はレンズが組込まれる框体、８はトーリツクレン
ズの下側の面を受け止める３点のボツをもつレンズ受け
板、９は８の部材の高さを調整するワツシヤー、10はト
ーリックレンズを上から固定する板である。

走査線の曲りを補正する原理について第１０図から第１
３図を用いて説明する。本考案では、球面レンズ５とト
ーリックレンズ６よりｆθ光学系が構成されている。

ｆθ光学系は負のディストーションを持つので、第１０
図のように、枡目を結像させると像は樽型となる。ま
た、第１１図のように、平行線を結像させると、光軸上
は直線となるが、光軸の上側では上向きの弓形、光軸の
下側では下向きの弓形となる。

この現象を利用して、第１２図、第１３図の破線のよう
に、走査線が上向きの弓形の場合は、トーリックレンズ
６の位置を上方に移動し、光軸の位置を上側にずらすこ
とにより、走査線はディストーションによって実線のよ
うに直線となる。

先ずトーリツクレンズ６を設計上の基準の位置に置き偏
向面と垂直な断面の結像位置が平行な断面の結像位置と
が一致する様にシリンドリカルレンズの光軸方向の位置
を調整した後、感光体が位置する面でのスポツト像の高
さを端の方から中央へ、又更に他の端の方へと順次測定
してゆく。その測定結果を第６図の様にグラフ上にプロ
ツトし、両端の測定点を直線で結ぶとスポツト走査の軌
跡の曲りが判る。曲りが許容値以内ならば第２図（ａ）
の如くそのままでよいが許容値を越えた場合は第２図
（ｂ）又はｃの如くトーリツクレンズ受け板８の下のワ
ツシヤー９厚さを調整して曲がりを補正しなければなら
ない。ワツシヤー厚の補正量及び厚くするか薄くするか
は光学系によって異なる。

〔考案の効果〕

以上に示した様にレーザービームプリンターに於けるレ
ーザービーム走査装置の中で光学系が組込まれている框
体のトーリツクレンズ取付部をトーリツクレンズの高さ
を調整可能にする機構にすることにより、スポツト像の
走査軌跡の曲りを補正することが可能となり、複写のレ
ーザースポツト走査装置で画像を形成する場合も走査軌
跡が直線であれば傾きがあっても折返しミラー13，13′
又は框体自体14，14′の調整で容易に複写のレーザース
ポツト走査装置からの走査位置を第７図の様に合致させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｂ）は本考案の実施例の平面、第１図（ａ）は
第１図（ｂ）のＡ−Ａ′断面図、 第２図（ａ），第２図（ｂ），第２図（ｃ）は第１図
（ｂ）のトーリツクレンズの取付部分を拡大しトーリツ
クレンズの高さ調整方法を説明する図、 第３図はｆθレンズの特性Ｙ＝ｆθの関係を示す図、 第４図は倒れ補正光学系を説明する図、 第５図はスポツト像走査軌跡の曲りを示す図、 第６図はスポツト像走査軌跡の曲りを補正した後の図、 第７図は複数のレーザースポツト走査装置で軌跡を合致
させた図、 第８図は複数のレーザースポツト走査装置で画像を形成
させる場合の一例を示す図、 第９図は複数のレーザースポツト走査装置で軌跡を補正
してない場合を示す図。 第１０図は、ｆθ光学系で枡目を結像させた場合を示す
図。 第１１図は、ｆθ光学系で平行線を結像させた場合を示
す図。 第１２図は、走査線の曲がりを補正するためにトーリッ
クレンズを移動させる様子を示す図。 第１３図は、走査線の曲がりを補正するためにトーリッ
クレンズを移動させる様子を示す図。 １はレーザーチツプ、２はコリメータ、３はシリンドリ
カルレンズ、４は回転多面鏡、５は球面レンズ、６はト
ーリツクレンズ、７は光学系の框体、８はトーリツクレ
ンズ受け板、９はワツシヤー、１０はレンズ固定板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号によって変調されたレーザービー
   ムを回転多面鏡又はガルバノミラーによって偏向させ、
   このビームをｆθ光学系で被走査面上に結像させて走査
   するビーム走査装置に於いて、前記ｆθ光学系を構成す
   るレンズの少くとも一つのレンズをビーム偏向面と垂直
   な方向に微少に平行移動できその移動量を調整可能にす
   る機構をもつ事を特徴とするビーム走査装置。