JPH06202026A - 光ビーム走査光学装置 - Google Patents
光ビーム走査光学装置Info
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- JPH06202026A JPH06202026A JP4360284A JP36028492A JPH06202026A JP H06202026 A JPH06202026 A JP H06202026A JP 4360284 A JP4360284 A JP 4360284A JP 36028492 A JP36028492 A JP 36028492A JP H06202026 A JPH06202026 A JP H06202026A
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- laser
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】本発明は、格段と簡易な構成の光ビーム走査光
学装置の実現を目的とするものである。 【構成】所定の光源２から放射されるレーザビームＬ１
を平面平行板形状の分光手段３で分光して、得られた当
該レーザビームの分岐ビームＬ３から当該レーザビーム
のレーザ強度を検出すると共に、分岐ビーム以外のレー
ザビームを当該分光手段３を透過させることで当該レー
ザビームに非点較差を生じさせるようにしたことによ
り、レーザビームのレーザ強度を検出しながら、分光手
段の屈折率及びレーザビームに対する配置角度等を調整
することでレーザビーム照射対象の照射面７上に所定形
状のビームスポツトを成形し得ると共に、当該レーザビ
ーム自身の非点較差の補正をすることができ、かくして
格段に簡易な構成の光ビーム走査光学装置を実現でき
る。
学装置の実現を目的とするものである。 【構成】所定の光源２から放射されるレーザビームＬ１
を平面平行板形状の分光手段３で分光して、得られた当
該レーザビームの分岐ビームＬ３から当該レーザビーム
のレーザ強度を検出すると共に、分岐ビーム以外のレー
ザビームを当該分光手段３を透過させることで当該レー
ザビームに非点較差を生じさせるようにしたことによ
り、レーザビームのレーザ強度を検出しながら、分光手
段の屈折率及びレーザビームに対する配置角度等を調整
することでレーザビーム照射対象の照射面７上に所定形
状のビームスポツトを成形し得ると共に、当該レーザビ
ーム自身の非点較差の補正をすることができ、かくして
格段に簡易な構成の光ビーム走査光学装置を実現でき
る。
Description
【０００１】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例（図１〜図５） （１）全体構成 （２）平板ビームスプリツタによる非点較差の発生 （３）実施例の動作 （４）実施例の効果 （５）他の実施例 発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は光ビーム走査光学装置に
関し、例えばレーザプリンタ装置の光ビーム走査光学装
置に適用して好適なものである。
関し、例えばレーザプリンタ装置の光ビーム走査光学装
置に適用して好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、レーザプリンタ装置の光学系にお
いては、感光体上にレーザビームを照射することによつ
て印字される画像の元となる潜像を感光体上に形成（レ
ーザ書き込み）するようになされている。この場合、ム
ラのない印字画像を得るためには、ムラのない潜像を形
成する必要があり、このためこの種のプリンタ装置では
感光体上に照射するレーザビーム（以下これを印字用レ
ーザビームと呼ぶ）の強度が常に適正な値になるように
調整するようになされている。
いては、感光体上にレーザビームを照射することによつ
て印字される画像の元となる潜像を感光体上に形成（レ
ーザ書き込み）するようになされている。この場合、ム
ラのない印字画像を得るためには、ムラのない潜像を形
成する必要があり、このためこの種のプリンタ装置では
感光体上に照射するレーザビーム（以下これを印字用レ
ーザビームと呼ぶ）の強度が常に適正な値になるように
調整するようになされている。
【０００４】すなわちレーザプリンタ装置では、レーザ
ビームの放射源となる半導体レーザ光源共振器から印字
用レーザビームを放射する際、これと同時に当該印字用
レーザビームの放射方向と対向する方向（以下この方向
を半導体レーザ光源共振器の後方と呼ぶ）に当該レーザ
ビームと同様のモニタ用のレーザビーム（以下これをモ
ニタ用レーザビームと呼ぶ）を放射させ、当該モニタ用
レーザビームの強度を順次検出しながら印字用レーザビ
ームの強度調整を行うようになされている。この場合当
該レーザビームの感光体上におけるスポツト径は、走査
ミラーの幅又はコリメータの有効径等による絞り量、若
しくはシリンドリカルレンズの配設位置の等によつて結
像レンズに入射するレーザビームの径を選定することに
より決定される。
ビームの放射源となる半導体レーザ光源共振器から印字
用レーザビームを放射する際、これと同時に当該印字用
レーザビームの放射方向と対向する方向（以下この方向
を半導体レーザ光源共振器の後方と呼ぶ）に当該レーザ
ビームと同様のモニタ用のレーザビーム（以下これをモ
ニタ用レーザビームと呼ぶ）を放射させ、当該モニタ用
レーザビームの強度を順次検出しながら印字用レーザビ
ームの強度調整を行うようになされている。この場合当
該レーザビームの感光体上におけるスポツト径は、走査
ミラーの幅又はコリメータの有効径等による絞り量、若
しくはシリンドリカルレンズの配設位置の等によつて結
像レンズに入射するレーザビームの径を選定することに
より決定される。
【０００５】またレーザプリンタ装置においては、レー
ザ光を用いる関係上、レーザ光に方向による焦点の差、
いわゆる非点較差（非点収差とも呼ぶ）が生じることが
あり、一般的にこの非点較差をシリンドリカルレンズを
用いて補正するようになされている。
ザ光を用いる関係上、レーザ光に方向による焦点の差、
いわゆる非点較差（非点収差とも呼ぶ）が生じることが
あり、一般的にこの非点較差をシリンドリカルレンズを
用いて補正するようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のプ
リンタ装置では、何らかの原因によつて半導体レーザ光
源共振器の後方に放射されるモニタ用レーザビームを利
用できないことがある。例えば光源としてマルチビーム
光源を用いるときのように光源ビーム間隔が短い場合に
は、各レーザビームのレーザ強度を独立に同じ瞬間に検
出し難く、このため所定の光学系によつてモニタ用レー
ザビームのビーム間隔を拡大することで各レーザビーム
を個別に検出し易くする方法が提案されてはいるもの
の、このような光学系は半導体レーザ光源共振器の後方
に配置するには大き過ぎるために実用性が低い不都合が
ある。
リンタ装置では、何らかの原因によつて半導体レーザ光
源共振器の後方に放射されるモニタ用レーザビームを利
用できないことがある。例えば光源としてマルチビーム
光源を用いるときのように光源ビーム間隔が短い場合に
は、各レーザビームのレーザ強度を独立に同じ瞬間に検
出し難く、このため所定の光学系によつてモニタ用レー
ザビームのビーム間隔を拡大することで各レーザビーム
を個別に検出し易くする方法が提案されてはいるもの
の、このような光学系は半導体レーザ光源共振器の後方
に配置するには大き過ぎるために実用性が低い不都合が
ある。
【０００７】また上述のように、レーザビームの感光体
上におけるスポツトの成形及び非点較差の補正等はシリ
ンドリカルレンズ等の光学系で行うため、必然的に当該
光学系が複雑になる問題があつた。本発明は以上の点を
考慮してなされたもので、格段と簡易な構成の光ビーム
走査光学装置を提案しようとするものである。
上におけるスポツトの成形及び非点較差の補正等はシリ
ンドリカルレンズ等の光学系で行うため、必然的に当該
光学系が複雑になる問題があつた。本発明は以上の点を
考慮してなされたもので、格段と簡易な構成の光ビーム
走査光学装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、光源２から放射された非点較差の
ない第１のレーザビームＬ1 を所定の走査手段５によつ
てレーザビーム照射対象７の照射対象面上を走査させる
と共に、このとき第１のレーザビームＬ1 のレーザ強度
を所定のレーザ強度検出手段９で検出し、検出結果に基
づいて第１のレーザビームＬ1 のレーザ強度を調整する
光ビーム走査光学装置１において、光源２及びレーザビ
ーム照射対象７間に配設され、第１のレーザビームＬ1
を分光してモニタ用の第２のレーザビームＬ3 をレーザ
強度検出手段９に供給すると共に、このとき走査手段５
方向に透過する第１のレーザビームＬ1 に対して非点較
差を生じさせる平面平行板状に形成された分光手段３を
設け、分光手段３を透過した第１のレーザビームＬ2 に
生じる非点較差によつてレーザビーム照射対象７の照射
対象面上における第１のレーザビームＬ1 のビームスポ
ツト形状を所定形状に形成するようにした。
め本発明においては、光源２から放射された非点較差の
ない第１のレーザビームＬ1 を所定の走査手段５によつ
てレーザビーム照射対象７の照射対象面上を走査させる
と共に、このとき第１のレーザビームＬ1 のレーザ強度
を所定のレーザ強度検出手段９で検出し、検出結果に基
づいて第１のレーザビームＬ1 のレーザ強度を調整する
光ビーム走査光学装置１において、光源２及びレーザビ
ーム照射対象７間に配設され、第１のレーザビームＬ1
を分光してモニタ用の第２のレーザビームＬ3 をレーザ
強度検出手段９に供給すると共に、このとき走査手段５
方向に透過する第１のレーザビームＬ1 に対して非点較
差を生じさせる平面平行板状に形成された分光手段３を
設け、分光手段３を透過した第１のレーザビームＬ2 に
生じる非点較差によつてレーザビーム照射対象７の照射
対象面上における第１のレーザビームＬ1 のビームスポ
ツト形状を所定形状に形成するようにした。
【０００９】また本発明においては、光源２から放射さ
れた非点較差のある第１のレーザビームＬ1 を所定の走
査手段５によつてレーザビーム照射対象７の照射対象面
上を走査させると共に、このとき第１のレーザビームＬ
1 のレーザ強度を所定のレーザ強度検出手段９で検出
し、検出結果に基づいて第１のレーザビームＬ1 のレー
ザ強度を調整する光ビーム走査光学装置１において、光
源２及びレーザビーム照射対象７間に配設され、第１の
レーザビームＬ1 を分光してモニタ用の第２のレーザビ
ームＬ3 をレーザ強度検出手段９に供給すると共に、こ
のとき走査手段５方向に透過する第１のレーザビームＬ
2 に対して非点較差を生じさせる平面平行板状に形成さ
れた分光手段３を設け、分光手段３を透過した第１のレ
ーザビームＬ2 に生じる非点較差によつて光源２から放
射される第１のレーザビームＬ1 の非点較差を補正する
ことにより、レーザビーム照射対象７の照射対象面上に
おける第１のレーザビームＬ1 のビームスポツト形状を
所定形状に形成するようにした。
れた非点較差のある第１のレーザビームＬ1 を所定の走
査手段５によつてレーザビーム照射対象７の照射対象面
上を走査させると共に、このとき第１のレーザビームＬ
1 のレーザ強度を所定のレーザ強度検出手段９で検出
し、検出結果に基づいて第１のレーザビームＬ1 のレー
ザ強度を調整する光ビーム走査光学装置１において、光
源２及びレーザビーム照射対象７間に配設され、第１の
レーザビームＬ1 を分光してモニタ用の第２のレーザビ
ームＬ3 をレーザ強度検出手段９に供給すると共に、こ
のとき走査手段５方向に透過する第１のレーザビームＬ
2 に対して非点較差を生じさせる平面平行板状に形成さ
れた分光手段３を設け、分光手段３を透過した第１のレ
ーザビームＬ2 に生じる非点較差によつて光源２から放
射される第１のレーザビームＬ1 の非点較差を補正する
ことにより、レーザビーム照射対象７の照射対象面上に
おける第１のレーザビームＬ1 のビームスポツト形状を
所定形状に形成するようにした。
【００１０】
【作用】分光手段３を透過した第１のレーザビームＬ2
に生じる非点較差によつてレーザビーム照射対象７の照
射対象面上における第１のレーザビームＬ1 のビームス
ポツト形状を所定形状に形成するようにしたことによ
り、簡易な構成でレーザ強度の検出をしながら、所定形
状のビームスポツトを形成することができ、かくして格
段と簡易な構成の光ビーム走査光学装置を実現できる。
に生じる非点較差によつてレーザビーム照射対象７の照
射対象面上における第１のレーザビームＬ1 のビームス
ポツト形状を所定形状に形成するようにしたことによ
り、簡易な構成でレーザ強度の検出をしながら、所定形
状のビームスポツトを形成することができ、かくして格
段と簡易な構成の光ビーム走査光学装置を実現できる。
【００１１】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１２】（１）全体構成 図１において、１は全体としてレーザプリンタ装置の光
学系を示し、光源２から放射されたレーザビームＬ1 は
ガラス材からなる平面平行板状の平板ビームスプリツタ
３によつてレーザビームＬ2 及びレーザビームＬ3 に分
光される。レーザビームＬ2 は、コリメータ４で平行光
に矯正され、反射ミラー５で反射された後スキヤンレン
ズ６で集光されて感光体７の結像面上で結像するように
なされている。
学系を示し、光源２から放射されたレーザビームＬ1 は
ガラス材からなる平面平行板状の平板ビームスプリツタ
３によつてレーザビームＬ2 及びレーザビームＬ3 に分
光される。レーザビームＬ2 は、コリメータ４で平行光
に矯正され、反射ミラー５で反射された後スキヤンレン
ズ６で集光されて感光体７の結像面上で結像するように
なされている。
【００１３】この場合反射ミラー５は、所定の角速度で
回転するようになされ、これにより当該レーザビームＬ
2 が感光体７の結像面上の点Ｑの位置から点Ｒを介して
点Ｓの位置に向けて順次走査する（以下この走査方向を
主走査方向と呼ぶ）ようになされている。これに対して
レーザビームＬ3 は、結像レンズ８によつてレーザ強度
モニタ用のホトダイオード９で結像するようになされ、
当該ホトダイオード９は照射されるレーザビームＬ3 の
レーザ強度に比例したモニタ電流を出力する。この結果
当該光学系１においては、所定の制御部（図示せず）が
モニタ電流に基づき光源２の駆動電圧を調整し、これに
より当該光源２から放射されるレーザビームＬ1 の強度
が一定値を保つように調整するようになされている。
回転するようになされ、これにより当該レーザビームＬ
2 が感光体７の結像面上の点Ｑの位置から点Ｒを介して
点Ｓの位置に向けて順次走査する（以下この走査方向を
主走査方向と呼ぶ）ようになされている。これに対して
レーザビームＬ3 は、結像レンズ８によつてレーザ強度
モニタ用のホトダイオード９で結像するようになされ、
当該ホトダイオード９は照射されるレーザビームＬ3 の
レーザ強度に比例したモニタ電流を出力する。この結果
当該光学系１においては、所定の制御部（図示せず）が
モニタ電流に基づき光源２の駆動電圧を調整し、これに
より当該光源２から放射されるレーザビームＬ1 の強度
が一定値を保つように調整するようになされている。
【００１４】このとき当該光学系１においては、白黒の
二値画像でなく、階調のある画像を得るために、感光体
７の結像面に対するレーザ書き込みパルス幅を変化さ
せ、これにより主走査方向のドツト幅が図２（Ａ）に示
す最小のドツト幅及び図２（Ｂ）に示す最大のドツト幅
間の任意の値をとり得るようになされている。この場合
一般的には１ドツトの幅が主走査方向と感光体７の結像
面上で当該主走査方向と垂直な方向（以下この方向を副
走査方向と呼ぶ）とで等しくなるようにすることが望ま
しく、このため当該光学系１では感光体７の結像面上に
おけるビームスポツトが主走査方向が副走査方向よりも
短い楕円形状として得られるようになされている。
二値画像でなく、階調のある画像を得るために、感光体
７の結像面に対するレーザ書き込みパルス幅を変化さ
せ、これにより主走査方向のドツト幅が図２（Ａ）に示
す最小のドツト幅及び図２（Ｂ）に示す最大のドツト幅
間の任意の値をとり得るようになされている。この場合
一般的には１ドツトの幅が主走査方向と感光体７の結像
面上で当該主走査方向と垂直な方向（以下この方向を副
走査方向と呼ぶ）とで等しくなるようにすることが望ま
しく、このため当該光学系１では感光体７の結像面上に
おけるビームスポツトが主走査方向が副走査方向よりも
短い楕円形状として得られるようになされている。
【００１５】（２）平板ビームスプリツタによる非点較
差の発生 ここで一般的に、図３に示すように、平行平面板１０を
所定の光軸Ｃ1 に対して傾けて配置した場合、当該平行
平面板１０は透過光の光軸Ｃ2 を入射光の光軸Ｃ1 に対
して距離ｂだけ平行移動させると共に、当該透過光に非
点較差を生じさせることが知られている。
差の発生 ここで一般的に、図３に示すように、平行平面板１０を
所定の光軸Ｃ1 に対して傾けて配置した場合、当該平行
平面板１０は透過光の光軸Ｃ2 を入射光の光軸Ｃ1 に対
して距離ｂだけ平行移動させると共に、当該透過光に非
点較差を生じさせることが知られている。
【００１６】このとき当該平行平面板１０がないときの
入射光の光軸Ｃ1 上の物点をＰとし、平行平面板１０を
傾けた矢印ｌで示す縦方向（図面の上下方向）の新たな
物点をＰt とすると共に、当該縦方向に対して垂直な矢
印ｍで示す横方向（図面の表裏方向）の新たな物点をＰ
s をすると、それぞれの物点Ｐ、Ｐt 及びＰs は一致せ
ず、その較差量Δは平行平面板１０の厚み及び屈折率を
それぞれｄ及びｎとして、次式
入射光の光軸Ｃ1 上の物点をＰとし、平行平面板１０を
傾けた矢印ｌで示す縦方向（図面の上下方向）の新たな
物点をＰt とすると共に、当該縦方向に対して垂直な矢
印ｍで示す横方向（図面の表裏方向）の新たな物点をＰ
s をすると、それぞれの物点Ｐ、Ｐt 及びＰs は一致せ
ず、その較差量Δは平行平面板１０の厚み及び屈折率を
それぞれｄ及びｎとして、次式
【数１】 によつて表される。ただしこの場合、ξ1 は平行平面板
１０の垂線ｎと透過光の光軸Ｃ2 とのなす角をθ1 とし
たときのcos θ1 を意味し、かつξ2 は当該平行平面板
１０の垂線ｎと平行平面板１０内における入射光の光軸
Ｃ1 Ｘとのなす角をθ2 としたときのcos θ2 を意味す
る。
１０の垂線ｎと透過光の光軸Ｃ2 とのなす角をθ1 とし
たときのcos θ1 を意味し、かつξ2 は当該平行平面板
１０の垂線ｎと平行平面板１０内における入射光の光軸
Ｃ1 Ｘとのなす角をθ2 としたときのcos θ2 を意味す
る。
【００１７】従つて図１に示す光学系１では、光源とし
て非点較差がない光源２を用いるときには感光体７の結
像面上でレーザビームＬ2 に非点較差が生じないところ
を、平板ビームスプリツタ３を光源２及びコリメータ４
間に配設することで、物点に非点較差を生じさせ、この
結果感光体７の結像面上において像点に非点較差を生じ
させるようになされている。また一般的に、物点が距離
Δだけ移動したときには像点も同じ方向に移動し、その
移動量δは像倍率をβとすると、次式
て非点較差がない光源２を用いるときには感光体７の結
像面上でレーザビームＬ2 に非点較差が生じないところ
を、平板ビームスプリツタ３を光源２及びコリメータ４
間に配設することで、物点に非点較差を生じさせ、この
結果感光体７の結像面上において像点に非点較差を生じ
させるようになされている。また一般的に、物点が距離
Δだけ移動したときには像点も同じ方向に移動し、その
移動量δは像倍率をβとすると、次式
【数２】 によつて表すことができる。
【００１８】このとき像点に非点較差が生じた場合に
は、図４に示すように、透過光の縦方向及び横方向のス
ポツト径が最小となる位置（以下この位置を第１の焦点
位置と呼ぶ）と、スポツト径の横方向の長さが最小とな
る位置（以下この位置を第２の焦点位置と呼ぶ）とは一
致しない。この場合、当該光学系１のように平板ビーム
スプリツタ３を配置したときには、縦方向及び横方向は
感光体７の結像面上ではそれぞれ主走査方向及び副走査
方向に対応し、従つて当該光学系１では、主走査方向に
短い楕円を得るために、第１の焦点位置に感光体７の結
像面が位置するように当該感光体７を配置するようにな
されている。
は、図４に示すように、透過光の縦方向及び横方向のス
ポツト径が最小となる位置（以下この位置を第１の焦点
位置と呼ぶ）と、スポツト径の横方向の長さが最小とな
る位置（以下この位置を第２の焦点位置と呼ぶ）とは一
致しない。この場合、当該光学系１のように平板ビーム
スプリツタ３を配置したときには、縦方向及び横方向は
感光体７の結像面上ではそれぞれ主走査方向及び副走査
方向に対応し、従つて当該光学系１では、主走査方向に
短い楕円を得るために、第１の焦点位置に感光体７の結
像面が位置するように当該感光体７を配置するようにな
されている。
【００１９】ところで一般的に、図５に示すように、レ
ーザビームＬの最小スポツト径とその前後のスポツト径
との関係は、最小スポツト半径をω1 及び当該最小スポ
ツト位置から距離ｚだけ離れた位置での当該レーザビー
ムＬのスポツト径をω2 とし、レーザビームＬの波長を
λとして、次式
ーザビームＬの最小スポツト径とその前後のスポツト径
との関係は、最小スポツト半径をω1 及び当該最小スポ
ツト位置から距離ｚだけ離れた位置での当該レーザビー
ムＬのスポツト径をω2 とし、レーザビームＬの波長を
λとして、次式
【数３】 で与えられることが知られている。このとき光学系１で
は第２の焦点位置での縦方向のスポツト径をω1 とする
と、第１の焦点位置での横方向のスポツト径もω1 とな
り、従つて当該光学系１では第２の焦点位置における横
方向のスポツト径ω2 を（３）式のｚに（２）式のδを
代入して得ることができる。
は第２の焦点位置での縦方向のスポツト径をω1 とする
と、第１の焦点位置での横方向のスポツト径もω1 とな
り、従つて当該光学系１では第２の焦点位置における横
方向のスポツト径ω2 を（３）式のｚに（２）式のδを
代入して得ることができる。
【００２０】例えば図１の光学系１において、屈折率ｎ
及び幅ｄがそれぞれ1.5 〔mm〕及び0.5 〔mm〕の平板ビ
ームスプリツタ３をレーザビームＬ1 の光軸に対して45
〔°〕（＝θ1 ）だけ傾けて置いたときには、物点の非
点較差Δは（１）式から0.135 〔mm〕となる。またこの
場合光学系１の像倍率βを6.35倍とし、及び最小スポツ
ト半径ω1 を15〔μm 〕とし、かつレーザ波長λを830
〔nm〕とすると（２）式から像点の非点較差δは5.443
〔mm〕となる。さらにこの場合、第１の焦点位置での横
方向スポツト径ω2 は（３）式から97〔μm 〕となり、
この結果感光体７の結像面上では主走査方向に30〔μm
〕で、かつ副走査方向に194 〔μm 〕の楕円形状のレ
ーザビームスポツトを得ることができる。
及び幅ｄがそれぞれ1.5 〔mm〕及び0.5 〔mm〕の平板ビ
ームスプリツタ３をレーザビームＬ1 の光軸に対して45
〔°〕（＝θ1 ）だけ傾けて置いたときには、物点の非
点較差Δは（１）式から0.135 〔mm〕となる。またこの
場合光学系１の像倍率βを6.35倍とし、及び最小スポツ
ト半径ω1 を15〔μm 〕とし、かつレーザ波長λを830
〔nm〕とすると（２）式から像点の非点較差δは5.443
〔mm〕となる。さらにこの場合、第１の焦点位置での横
方向スポツト径ω2 は（３）式から97〔μm 〕となり、
この結果感光体７の結像面上では主走査方向に30〔μm
〕で、かつ副走査方向に194 〔μm 〕の楕円形状のレ
ーザビームスポツトを得ることができる。
【００２１】さらに図１に示す光学系１において、光源
２に非点較差が存在するときに感光体７の結像面上にで
きる限り小さい径の円形のスポツトを得たいときには、
較差量Δに対して（１）式を利用して補正することがで
きる。例えば光源２の非点較差によつて図１における主
走査方向の物点が副走査方向に対してコリメータ４から
みて50〔μm 〕だけ引つ込んでいるとき、平板ビームス
プリツタ３を置くことにより、当該平板ビームスプリツ
タ３の屈折率ｎを1.5として（１）式から幅ｄを185.2
〔μm 〕のものを用いることによつて当該光源２から放
射されるレーザビームＬ1 の非点較差を補正することが
できる。
２に非点較差が存在するときに感光体７の結像面上にで
きる限り小さい径の円形のスポツトを得たいときには、
較差量Δに対して（１）式を利用して補正することがで
きる。例えば光源２の非点較差によつて図１における主
走査方向の物点が副走査方向に対してコリメータ４から
みて50〔μm 〕だけ引つ込んでいるとき、平板ビームス
プリツタ３を置くことにより、当該平板ビームスプリツ
タ３の屈折率ｎを1.5として（１）式から幅ｄを185.2
〔μm 〕のものを用いることによつて当該光源２から放
射されるレーザビームＬ1 の非点較差を補正することが
できる。
【００２２】（３）実施例の動作 以上の構成において、平板ビームスプリツタ３は光源２
から放射されたレーザビームＬ1 を分光してレーザ強度
のモニタ用のレーザビームＬ3 をホトダイオード９に照
射すると共に、印字用のレーザビームＬ2 を反射ミラー
５及び結像レンズ６を介して感光体７の結像面に照射し
てビームスポツトを形成する。このとき平板ビームスプ
リツタ３の透過光であるレーザビームＬ2 には非点較差
が生じており、この結果感光体７の配設位置等を調整す
ることにより、当該感光体７の結像面に所定形状ビーム
スポツトを形成することができる。
から放射されたレーザビームＬ1 を分光してレーザ強度
のモニタ用のレーザビームＬ3 をホトダイオード９に照
射すると共に、印字用のレーザビームＬ2 を反射ミラー
５及び結像レンズ６を介して感光体７の結像面に照射し
てビームスポツトを形成する。このとき平板ビームスプ
リツタ３の透過光であるレーザビームＬ2 には非点較差
が生じており、この結果感光体７の配設位置等を調整す
ることにより、当該感光体７の結像面に所定形状ビーム
スポツトを形成することができる。
【００２３】さらにこのとき、平板ビームスプリツタ３
の屈折率ｎ及び幅ｄ等を選定することにより、光源２か
ら放射されるレーザビームＬ1 自身に非点較差が生じて
いる場合にもレーザビームＬ1 が平板ビームスプリツタ
３を透過する際に生じる非点較差によつてこのレーザビ
ームＬ1 の非点較差を補正して感光体７の結像面上に良
好なビームスポツトを形成することができる。
の屈折率ｎ及び幅ｄ等を選定することにより、光源２か
ら放射されるレーザビームＬ1 自身に非点較差が生じて
いる場合にもレーザビームＬ1 が平板ビームスプリツタ
３を透過する際に生じる非点較差によつてこのレーザビ
ームＬ1 の非点較差を補正して感光体７の結像面上に良
好なビームスポツトを形成することができる。
【００２４】（４）実施例の効果 以上の構成によれば、光源２から放射されるレーザビー
ムＬ1 を平面平行板形状の平板ビームスプリツタ３で分
光して得られたモニタ用のレーザビームＬ2 からレーザ
ビームＬ1 のレーザ強度を検出すると共に、残りのレー
ザビームＬ2 を当該平板ビームスプリツタ３を透過させ
ることでレーザビームＬ3 に非点較差を生じさせるよう
にしたことにより、レーザビームＬ1 の強度を検出しな
がら、平板ビームスプリツタ３の屈折率ｎ及びレーザビ
ームＬ1 に対する配置角度θ1 等を調整することで感光
体７の感光面上に所定形状のビームスポツトを形成し得
ると共に、当該レーザビームＬ1 自身の非点較差を補正
することができ、かくして格段的に簡易な光学系を実現
できる。
ムＬ1 を平面平行板形状の平板ビームスプリツタ３で分
光して得られたモニタ用のレーザビームＬ2 からレーザ
ビームＬ1 のレーザ強度を検出すると共に、残りのレー
ザビームＬ2 を当該平板ビームスプリツタ３を透過させ
ることでレーザビームＬ3 に非点較差を生じさせるよう
にしたことにより、レーザビームＬ1 の強度を検出しな
がら、平板ビームスプリツタ３の屈折率ｎ及びレーザビ
ームＬ1 に対する配置角度θ1 等を調整することで感光
体７の感光面上に所定形状のビームスポツトを形成し得
ると共に、当該レーザビームＬ1 自身の非点較差を補正
することができ、かくして格段的に簡易な光学系を実現
できる。
【００２５】（５）他の実施例 なお上述の実施例においては、本発明をレーザプリンタ
装置に適用するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、この他光ビーム走査光学装置１を用
いる種々の装置に適用できる。また上述の実施例におい
ては、平板ビームスプリツタ３をガラス材から形成する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、平板ビームスプリツタ３の基材としてはこの他プラ
スチツク等種々のものを適用できる。さらに上述の実施
例においては、平板ビームスプリツタ３を平面平行板形
状に形成するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、要は、入射光に対して非点較差を生じ
るのであれば、ビームスプリツタ３の形状としてはこの
他種々の形状を適用できる。
装置に適用するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、この他光ビーム走査光学装置１を用
いる種々の装置に適用できる。また上述の実施例におい
ては、平板ビームスプリツタ３をガラス材から形成する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、平板ビームスプリツタ３の基材としてはこの他プラ
スチツク等種々のものを適用できる。さらに上述の実施
例においては、平板ビームスプリツタ３を平面平行板形
状に形成するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、要は、入射光に対して非点較差を生じ
るのであれば、ビームスプリツタ３の形状としてはこの
他種々の形状を適用できる。
【００２６】さらに上述の実施例においては、平板ビー
ムスプリツタ３を光源２及びコリメータ４間に配置する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は、平板ビームスプリツタ３がレーザビームＬ1
又はＬ2 の光路上にあるのであれば、当該平板ビームス
プリツタ３の配置位置としては光源２及びコリメータ４
間でなくても良い。さらに上述の実施例においては、感
光体７の結像面が第１の焦点位置にくるように当該感光
体７を配置するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、感光体７の配設位置としては、この
他種々の位置を適用できる。
ムスプリツタ３を光源２及びコリメータ４間に配置する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は、平板ビームスプリツタ３がレーザビームＬ1
又はＬ2 の光路上にあるのであれば、当該平板ビームス
プリツタ３の配置位置としては光源２及びコリメータ４
間でなくても良い。さらに上述の実施例においては、感
光体７の結像面が第１の焦点位置にくるように当該感光
体７を配置するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、感光体７の配設位置としては、この
他種々の位置を適用できる。
【００２７】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の光
源から放射されるレーザビームを平面平行板形状の分光
手段で分光して、得られた当該レーザビームの分岐ビー
ムから当該レーザビームのレーザ強度を検出すると共
に、分岐ビーム以外のレーザビームを当該分光手段を透
過させることで当該レーザビームに非点較差を生じさせ
るようにしたことにより、レーザビームのレーザ強度を
検出しながら、分光手段の屈折率及びレーザビームに対
する配置角度等を調整することでレーザビーム照射対象
の照射面上に所定形状のビームスポツトを成形し得ると
共に、当該レーザビーム自身の非点較差の補正をするこ
とができ、かくして格段に簡易な構成の光ビーム走査光
学装置を実現できる。
源から放射されるレーザビームを平面平行板形状の分光
手段で分光して、得られた当該レーザビームの分岐ビー
ムから当該レーザビームのレーザ強度を検出すると共
に、分岐ビーム以外のレーザビームを当該分光手段を透
過させることで当該レーザビームに非点較差を生じさせ
るようにしたことにより、レーザビームのレーザ強度を
検出しながら、分光手段の屈折率及びレーザビームに対
する配置角度等を調整することでレーザビーム照射対象
の照射面上に所定形状のビームスポツトを成形し得ると
共に、当該レーザビーム自身の非点較差の補正をするこ
とができ、かくして格段に簡易な構成の光ビーム走査光
学装置を実現できる。
【図１】本発明の一実施例によるレーザプリンタ装置の
光学系を示す略線的な平面図である。
光学系を示す略線的な平面図である。
【図２】感光体の結像面における１ドツト内階調の説明
に供する平面図である。
に供する平面図である。
【図３】平板ビームスプリツタによつて生じる非点較差
の説明に供する平面図である。
の説明に供する平面図である。
【図４】レーザビームスポツトの非点較差によるスポツ
ト形状の異いの説明に供する略線図である。
ト形状の異いの説明に供する略線図である。
【図５】最小結像スポツト径及びその前後のビーム径の
説明に供する略線図である。
説明に供する略線図である。
１……光ビーム走査光学装置、２……光源、３……ビー
ムスプリツタ、５……反射ミラー、７……感光体、Ｌ、
Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ……レーザビーム。
ムスプリツタ、５……反射ミラー、７……感光体、Ｌ、
Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ……レーザビーム。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】このとき当該平行平面板１０がないときの
入射光の光軸Ｃ１上の物点をＰとし、平行平面板１０を
傾けた矢印１で示す縦方向（図面の上下方向）の新たな
物点をＰｔとすると共に、当該縦方向に対して垂直な矢
印ｍで示す横方向（図面の表裏方向）の新たな物点をＰ
ｓとすると、それぞれの物点Ｐ、Ｐｔ及びＰｓは一致せ
ず、その較差量Δは平行平面板１０の厚み及び屈折率を
それぞれｄ及びｎとして、次式
入射光の光軸Ｃ１上の物点をＰとし、平行平面板１０を
傾けた矢印１で示す縦方向（図面の上下方向）の新たな
物点をＰｔとすると共に、当該縦方向に対して垂直な矢
印ｍで示す横方向（図面の表裏方向）の新たな物点をＰ
ｓとすると、それぞれの物点Ｐ、Ｐｔ及びＰｓは一致せ
ず、その較差量Δは平行平面板１０の厚み及び屈折率を
それぞれｄ及びｎとして、次式
【数１】 によつて表される。ただしこの場合、ξ１は平行平面板
１０の垂線ｎと透過光の光軸Ｃ２とのなす角をθ１とし
たときのｃｏｓθ１を意味し、かつξ２は当該平行平面
板１０の垂線ｎと平行平面板１０内における入射光の光
軸Ｃ１Ｘとのなす角をθ２としたときのｃｏｓθ２を意
味する。
１０の垂線ｎと透過光の光軸Ｃ２とのなす角をθ１とし
たときのｃｏｓθ１を意味し、かつξ２は当該平行平面
板１０の垂線ｎと平行平面板１０内における入射光の光
軸Ｃ１Ｘとのなす角をθ２としたときのｃｏｓθ２を意
味する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】ところで一般的に、図５に示すように、レ
ーザビームＬの最小スポツト径とその前後のスポツト径
との関係は、最小スポツト半径をω１及び当該最小スポ
ツト位置から距離ｚだけ離れた位置での当該レーザビー
ムＬのスポツト径をω２とし、レーザビームＬの波長を
λとして、次式
ーザビームＬの最小スポツト径とその前後のスポツト径
との関係は、最小スポツト半径をω１及び当該最小スポ
ツト位置から距離ｚだけ離れた位置での当該レーザビー
ムＬのスポツト径をω２とし、レーザビームＬの波長を
λとして、次式
【数３】 で与えられることが知られている。このとき光学系１で
は第２の焦点位置での縦方向のスポツト径をω１とする
と、第１の焦点位置での横方向のスポツト径もω１とな
り、従つて当該光学系１では第２の焦点位置における横
方向のスポツト径ω２を（３）式のｚに（２）式のδを
代入して得ることができる。
は第２の焦点位置での縦方向のスポツト径をω１とする
と、第１の焦点位置での横方向のスポツト径もω１とな
り、従つて当該光学系１では第２の焦点位置における横
方向のスポツト径ω２を（３）式のｚに（２）式のδを
代入して得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】例えば図１の光学系１において、屈折率ｎ
及び幅ｄがそれぞれ１．５及び０．５〔ｍｍ〕の平板ビ
ームスプリツタ３をレーザビームＬ１の光軸に対して４
５〔°〕（＝θ１）だけ傾けて置いたときには、物点の
非点較差Δは（１）式から０．１３５〔ｍｍ〕となる。
またこの場合光学系１の像倍率βを６．３５倍とし、及
び最小スポツト半径ω１を１５〔μｍ〕とし、かつレー
ザ波長λを８３０〔ｎｍ〕とすると（２）式から像点の
非点較差δは５．４４３〔ｍｍ〕となる。さらにこの場
合、第１の焦点位置での横方向スポツト径ω２は（３）
式から９７〔μｍ〕となり、この結果感光体７の結像面
上では主走査方向に３０〔μｍ〕で、かつ副走査方向に
１９４〔μｍ〕の楕円形状のレーザビームスポツトを得
ることができる。
及び幅ｄがそれぞれ１．５及び０．５〔ｍｍ〕の平板ビ
ームスプリツタ３をレーザビームＬ１の光軸に対して４
５〔°〕（＝θ１）だけ傾けて置いたときには、物点の
非点較差Δは（１）式から０．１３５〔ｍｍ〕となる。
またこの場合光学系１の像倍率βを６．３５倍とし、及
び最小スポツト半径ω１を１５〔μｍ〕とし、かつレー
ザ波長λを８３０〔ｎｍ〕とすると（２）式から像点の
非点較差δは５．４４３〔ｍｍ〕となる。さらにこの場
合、第１の焦点位置での横方向スポツト径ω２は（３）
式から９７〔μｍ〕となり、この結果感光体７の結像面
上では主走査方向に３０〔μｍ〕で、かつ副走査方向に
１９４〔μｍ〕の楕円形状のレーザビームスポツトを得
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】光源から放射された非点較差のない第１の
レーザビームを所定の走査手段によつてレーザビーム照
射対象の照射対象面上を走査させると共に、このとき上
記第１のレーザビームのレーザ強度を所定のレーザ強度
検出手段で検出し、検出結果に基づいて上記第１のレー
ザビームのレーザ強度を調整する光ビーム走査光学装置
において、 上記光源及び上記レーザビーム照射対象間に配設され、
上記第１のレーザビームを分光してモニタ用の第２のレ
ーザビームを上記レーザ強度検出手段に供給すると共
に、このとき上記走査手段方向に透過する上記第１のレ
ーザビームに対して非点較差を生じさせる平面平行板状
に形成された分光手段を具え、上記分光手段を透過した
上記第１のレーザビームに生じる上記非点較差によつて
上記レーザビーム照射対象の上記照射対象面上における
上記第１のレーザビームのビームスポツト形状を所定形
状に形成することを特徴とする光ビーム走査光学装置。 - 【請求項２】光源から放射された非点較差のある第１の
レーザビームを所定の走査手段によつてレーザビーム照
射対象の照射対象面上を走査させると共に、このとき上
記第１のレーザビームのレーザ強度を所定のレーザ強度
検出手段で検出し、検出結果に基づいて上記第１のレー
ザビームのレーザ強度を調整する光ビーム走査光学装置
において、 上記光源及び上記レーザビーム照射対象間に配設され、
上記第１のレーザビームを分光してモニタ用の第２のレ
ーザビームを上記レーザ強度検出手段に供給すると共
に、このとき上記走査手段方向に透過する上記第１のレ
ーザビームに対して非点較差を生じさせる平面平行板状
に形成された分光手段を具え、上記分光手段を透過した
上記第１のレーザビームに生じる上記非点較差によつて
上記光源から放射される上記第１のレーザビームの非点
較差を補正することにより、上記レーザビーム照射対象
の上記照射対象面上における上記第１のレーザビームの
ビームスポツト形状を所定形状に形成することを特徴と
する光ビーム走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360284A JPH06202026A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 光ビーム走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360284A JPH06202026A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 光ビーム走査光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202026A true JPH06202026A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18468732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4360284A Pending JPH06202026A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 光ビーム走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202026A (ja) |
-
1992
- 1992-12-29 JP JP4360284A patent/JPH06202026A/ja active Pending
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