JPH09197309A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーバーフィールド型光学系を用いてスプレ
ーペイント型光走査装置を構成する際に、簡単な構成で
迷光による画像欠陥を防止する。 【解決手段】 回転多面鏡１４を中心として、一方に第
１の光源光学系及び第１の走査光学系を配置し、回転多
面鏡１４を挟んで反対側に他方の第２の光源光学系及び
第２の走査光学系を配置する。第１の光源光学系から回
転多面鏡１４の反射面１４Ａに入射する光ビームＬ１の
反射面１４Ａに対する仰角（回転多面鏡１４の回転軸Ａ
に直交する平面Ｂと光ビームＬ１とのなす角度）β１
と、第２の光源光学系から回転多面鏡１４の反射面１４
Ｂに入射する光ビームＬ２の反射面１４Ｂに対する仰角
β２とを異ならせる。これにより、記録媒体へ向けて反
射させる反射面とは異なる反射面で反射した光ビーム
（迷光）が他方の記録媒体に照射させることが無くな
り、記録媒体のゴーストの発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置に係
り、特に、レーザビームプリンタ、レーザ複写機、レー
ザファクシミリ等の電子写真装置において、光ビームを
光反射型偏向装置で偏向させて記録媒体上を走査させる
光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタは、その画質の良
さおよび高速なプリントアウトなどの特徴で注目を浴び
ている。このレーザプリンタに搭載されるレーザビーム
を偏向して記録媒体上を走査する非の性能は、レーザプ
リンタの画質及びプリント速度等の性能を大きく左右す
る。

【０００３】図３に示すように、通常、光走査装置は、
レーザダイオード１００、回転多面鏡１０２、レーザダ
イオード１００から出射されたレーザビームを回転多面
鏡１０２に導く光源光学系１０４、回転多面鏡１０２で
偏向されたレーザビームを記録媒体１０６に導き走査す
る走査光学系１０８から成り立っている。

【０００４】また、図４に示すように、カラーの高速化
に対応して、４色のトナー毎（各々現像ユニット１０９
Ａ〜Ｄに入れられている。）に４つの記録媒体１１０Ａ
〜Ｄを対応させた光走査装置があるが、記録媒体毎に回
転多面鏡１１２と回転多面鏡１１２を回転させるモータ
１１４が必要であるために部品コストが高くなったり、
各カラーの位置を合わせるために各回転多面鏡１１２の
回転速度を正確に合わせる必要があるなどの技術上の問
題がある。

【０００５】この問題を解決するために、図５に示すよ
うに、一つの回転多面鏡１１６に対して２つ以上の光ビ
ームＬを入射して同時に偏向する光走査装置（スプレー
ペイント型と呼ばれる。）がある。このタイプの光走査
装置では、モータ間の回転速度を合わせる必要が無く、
回転多面鏡及びモータは一つですむ（図５に示す例で
は、回転多面鏡を２個用いているが、１個でも良い。）
ので部品コストもかからない。

【０００６】また、回転多面鏡と入射ビームとの関係で
大きく分けて２つの方式がある。一つは図６に示すよう
に、回転多面鏡１１２の一つの反射面１１２Ａの幅Ｗよ
りも入射する光ビームＬの幅Ｄが狭く、入射した光ビー
ムＬを全て走査レンズ１２０に出射する形式の光学系
（以下、アンダーフィールド型光学系という。）であ
る。他方は図７に示すように、回転多面鏡１２２の一つ
の反射面１１２Ａの幅Ｗよりも入射する光ビームＬの幅
Ｄが広い過露光型の光学系（以下、オーバーフィールド
型光学系という。）である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、同じ走査レ
ンズを用いる場合、オーバーフィールド型光学系は、ア
ンダーフィールド光学系よりも回転多面鏡の径を小さく
できるため、モータの回転数を低くできるなどの特徴が
ある。しかしながら、入射ビームの一部が切り取られて
走査レンズに出射するために、出射光量が記録媒体上の
位置によって差を生じ、画像の濃度が部分的に異なる等
の問題がある。このため、USP3,558,208では、図８に示
すように、入射ビームが回転多面鏡１１２に入射する前
に、予め透過光量分布型（図９参照）のフィルター１２
６を使って光ビームＬの光量分布を整形しておき、走査
レンズ１２８への出射ビームの光量が一定になるように
することが提案されている。しかし、この装置では特殊
なフィルターを用いるため部品点数が増えてコストが上
がる等の問題があった。

【０００８】一方、図１０に示すように、光源光学系で
回転多面鏡１１２へ入射する光ビームＬの幅を広くする
ことで、回転多面鏡１３０の一つの反射面１１２Ａで反
射する光ビームのムラを小さくできることが知られてい
る。

【０００９】しかしながら、オーバーフィールド型光学
系を用いてスプレーペイント型の光走査装置を図１１に
示すように構成し、第１の光源光学系で回転多面鏡１１
２への光ビームＬ１の幅を広くすると、光ビームＬの一
部は、回転多面鏡１１２の反射面の中でも記録媒体（図
示せず）へ向けて反射させる反射面１１２Ａとは異なる
他の反射面１１２Ｃで反射された光ビームＬ１ａ（第１
の光源光学系の迷光４）が直接他の光学系（第２の光源
光学系）に入り込み、他方の記録媒体上にゴーストと呼
ばれる画像欠陥を引き起こしてしまう等の問題があっ
た。

【００１０】本発明は上記の問題に対して、オーバーフ
ィールド型光学系を用いてスプレーペイント型光走査装
置を構成する際に、簡単な構成で迷光による画像欠陥を
防止することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、一つの回転多面鏡に向かって異なる方向から複数本
の光ビームを入射させて各々偏向させる光走査装置であ
って、前記複数本の光ビームの前記回転多面鏡に対する
入射方向を、前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に
対して各々異ならせたことを特徴としている。

【００１２】請求項１に記載の光走査装置では、オーバ
ーフィールド型光学系を用いてスプレーペイント型光走
査装置を構成するときに、一つの回転多面鏡に向かって
異なる方向から複数本の光ビームを入射させると、各光
ビームの一部が各々所定の反射面で反射されて各光ビー
ムに対応する記録媒体へ向けて出射する。

【００１３】一方、回転多面鏡に入射した光ビームの他
の一部は、前記所定の反射面とは異なる他の反射面で反
射されるが、複数本の光ビームの回転多面鏡に対する入
射方向を回転多面鏡の回転軸に直交する平面に対して各
々異ならせているので、所定の反射面とは異なる他の反
射面で反射された光ビームの他の一部（迷光）は、記録
媒体とは異なる方向に向けて出射することになり、光ビ
ームの他の一部に起因する記録媒体上のゴーストを防止
することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の光走査装置において、少なくとも２本の前記光
ビームの前記平面に直交する方向の角度差は、一方の光
ビームの前記平面に直交する方向の広がり角度の１／２
の角度と、他方の光ビームの前記平面に直交する方向の
広がり角度の１／２の角度と、を加えた角度よりも大き
いことを特徴としている。

【００１５】請求項２に記載の光走査装置では、反射面
から出射された光ビームが副走査方向（主走査方向とは
直交する方向）に広がりを持つ場合に、少なくとも２本
の光ビームの平面に直交する方向の角度差を、一方の光
ビームの平面に直交する方向の広がり角度の１／２の角
度と、他方の光ビームの平面に直交する方向の広がり角
度の１／２の角度と、を加えた角度よりも大きく設定し
たので、光ビームが副走査方向に広がりをもっていても
他の一部（迷光）による記録媒体上のゴーストを確実に
防止することができる。

【００１６】なお、３本以上の光ビームが回転多面鏡に
入射する場合には、各光ビームが他の光ビームに対して
各々上記の要件を満たすように設定する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の一実
施形態を説明する。

【００１８】図１には、本発明の適用された光走査装置
１０の要部が示されている。本実施形態の光走査装置１
０は、光学箱１２を備えており、光学箱１２の内部に回
転光偏向部材としての回転多面鏡１４を中心として、一
方に第１の光源光学系１６及び第１の走査光学系１８を
配置し、回転多面鏡１４を挟んで反対側に他方の第２の
光源光学系２０及び第２の走査光学系２２を配置した、
スプレーペイント型光走査装置である。

【００１９】第１の光源光学系１６は、コリメータレン
ズ２６、反射鏡２８を備えており、レーザダイオード２
４から出射された光ビームＬ１は、コリメータレンズ２
６によって略平行とされた後、反射鏡２８を介して回転
多面鏡１４に入射する。また、コリメータレンズ２６と
反射鏡２８との間には、光ビームＬ１を回転多面鏡１４
の反射面に集光させるシリンドリカルレンズ２７が配設
されている。なお、レーザダイオード２４から出射され
た光ビームＬ１の一部は、回転多面鏡１４の一つの反射
面で反射されて第１の走査光学系１８へ出射される。

【００２０】なお、第１の走査光学系１８は、第１のｆ
θレンズ３０、第２のｆθレンズ３２を備えている。ま
た、第１の走査光学系１８を通過する光ビームＬ１の出
射方向には、記録媒体３４が配設されている。

【００２１】また、同様に、第２の光源光学系２０も、
コリメータレンズ３８、反射鏡４０を備えており、レー
ザダイオード３６から出射された光ビームＬ２は、コリ
メータレンズ３８によって略平行とされた後、反射鏡４
０を介して回転多面鏡１４に入射する。また、コリメー
タレンズ３８と反射鏡４０との間には、光ビームＬ２を
回転多面鏡１４の反射面に集光させるシリンドリカルレ
ンズ４１が配設されている。なお、光ビームＬ２の一部
は、回転多面鏡１４の一つの反射面で反射されて第２の
走査光学系２２へ出射される。

【００２２】なお、第２の走査光学系２２も第１の走査
光学系１８と同様に第１のｆθレンズ４２、第２のｆθ
レンズ４４を備えており、第２の走査光学系２２を通過
する光ビームＬ２の出射方向には、記録媒体４６が配設
されている。

【００２３】本実施形態では、レーザダイオード２４か
ら出射されて回転多面鏡１４に入射する光ビームＬ１と
第１の走査光学系１８の光軸Ｓ１とがなす角α１と、レ
ーザダイオード３６から出射されて回転多面鏡１４に入
射する光ビームＬ２と第２の走査光学系２２の光軸Ｓ２
とがなす角α２とは同一にされているが、異なっていて
も良い。

【００２４】このとき、図２に示すように、第１の光源
光学系１６（図２では図示せず）から回転多面鏡１４の
反射面１４Ａに入射する光ビームＬ１の反射面１４Ａに
対する仰角（回転多面鏡１４の回転軸Ａに直交する平面
Ｂと光ビームＬ１とのなす角度）β１と、第２の光源光
学系２０（図２では図示せず）から回転多面鏡１４の反
射面１４Ｂに入射する光ビームＬ２の反射面１４Ｂに対
する仰角β２とは異なるように設定されており、仰角β
１と仰角β２との差Δγは、光ビームＬ１の広がり角γ
１の１／２の角度と、光ビームＬ２の広がり角γ２の１
／２の角度と、を加えた角度よりも大きく設定している
（即ち、γ１／２＋γ２／２＜Δγ）。

【００２５】本実施形態では、回転多面鏡１４の回転軸
Ａが鉛直方向に設定されており、第１の光源光学系１６
（図２では図示せず）から回転多面鏡１４の反射面１４
Ａに入射する光ビームＬ１の方向が水平方向（即ち、仰
角β１が０°）に設定されている。

【００２６】なお、仰角β１と仰角β２とが異なるた
め、当然ながら記録媒体３４と記録媒体４６とは高さ方
向の位置が異なることになる。

【００２７】次に本実施形態の作用を説明する。本実施
形態の光走査装置１０では、光ビームＬ１及び光ビーム
Ｌ２の回転多面鏡１４に対する入射方向を、回転多面鏡
１４の回転軸Ａに直交する平面Ｂに対して各々異なら
せ、かつγ１／２＋γ２／２＜Δγの関係が成り立つよ
うに仰角β１及び仰角β２を設定したので、記録媒体へ
向けて反射させる反射面とは異なる反射面で反射した光
ビーム（迷光）が他方の記録媒体に照射されることを防
止できる。これにより、記録媒体のゴーストの発生を防
止することができ、高品質の画像を得ることができる。

【００２８】なお、本実施形態では、回転多面鏡１４の
回転軸Ａを鉛直方向に設定したが、回転軸Ａの方向は鉛
直方向以外であっても良いのは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
光走査装置は、オーバーフィールド型光学系を用いてス
プレーペイント型光走査装置を構成する際に、簡単な構
成で迷光による画像欠陥を防止することができるという
優れた効果を有する。したがって、高画質のプリントを
高速に提供できる光走査装置を低コストで提供すること
ができる。

【００３０】また、請求項２に記載の光走査装置では、
光ビームが副走査方向に広がりをもっていても迷光によ
る画像欠陥を確実に防止することができるという優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光走査装置の平面図
である。

【図２】回転多面鏡に入射して反射する光ビームの関係
を示す回転多面鏡の側面図である。

【図３】従来の光走査装置の斜視図である。

【図４】従来のカラー用光走査装置の側面図である。

【図５】従来のスプレーペイント型のカラー用光走査装
置の側面図である。

【図６】アンダーフィールド型光学系の平面図である。

【図７】オーバーフィールド型光学系の平面図である。

【図８】光分布型フィルターを用いた光学系の平面図で
ある。

【図９】光分布型フィルターの構造を示す詳細図であ
る。

【図１０】従来技術の例を示す説明図である。

【図１１】従来技術の問題点を示す回転多面鏡の平面図
である。

【符号の説明】

１０ 光走査装置 １４ 回転多面鏡 Ａ 回転軸 Ｌ１ 光ビーム Ｌ２ 光ビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの回転多面鏡に向かって異なる方向
   から複数本の光ビームを入射させて各々偏向させる光走
   査装置であって、 前記複数本の光ビームの前記回転多面鏡に対する入射方
   向を、前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に対して
   各々異ならせたことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 少なくとも２本の前記光ビームの前記平
   面に直交する方向の角度差は、一方の光ビームの前記平
   面に直交する方向の広がり角度の１／２の角度と、他方
   の光ビームの前記平面に直交する方向の広がり角度の１
   ／２の角度と、を加えた角度よりも大きいことを特徴と
   する請求項１に記載の光走査装置。