JPH1073776A - カスケード走査光学系 - Google Patents

カスケード走査光学系

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JPH1073776A
JPH1073776A JP8230246A JP23024696A JPH1073776A JP H1073776 A JPH1073776 A JP H1073776A JP 8230246 A JP8230246 A JP 8230246A JP 23024696 A JP23024696 A JP 23024696A JP H1073776 A JPH1073776 A JP H1073776A
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Masatoshi Takano
正寿 高野
Eiji Takasugi
英次 高杉
Shinji Kikuchi
信司 菊地
Tsutomu Sato
勉 佐藤
Hiroyuki Saito
裕行 齋藤
Yoshiyuki Araki
佳幸 荒木
Mitsunori Iima
光規 飯間
Takashi Sasaki
隆 佐々木
Takayuki Iizuka
隆之 飯塚
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    • H04N1/04Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/113Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors
    • H04N1/1135Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors for the main-scan only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一対のレーザ走査光学系による走査レーザビ
ームを単一の回転被走査媒体上の同一の周方向位置で異
なる軸方向位置に走査させるカスケード走査光学系にお
いて、一対の走査レーザビームの継ぎ目部分の隙間や重
なりが生じにくい装置を得る。 【構成】 一対のレーザ走査光学系をそれぞれ、走査レ
ーザビームの回転被走査媒体に対する入射角が走査位置
に従って変化する非テレセントリック系とし、この一対
のレーザ走査光学系の継ぎ目側の入射角θを、端部側の
入射角βより大きくしたカスケード走査光学系。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、一対のレーザ走査光学系を主走
査方向に並べ、同期させて駆動することにより、大きい
走査幅を得ることができるカスケード走査光学系に関す
る。
【0002】
【従来技術およびその問題点】この種のレーザ走査光学
系は、例えば特開昭61−11720号公報が提案して
いる。各レーザ走査光学系は、レーザ光源、ポリゴンミ
ラー(偏向器)、fθレンズを備えており、この一対の
レーザビーム光学系の走査レーザビームが同一の感光体
ドラム(被走査面)の同一の周方向位置であって異なる
軸方向位置に照射される。
【0003】このようなカスケード走査光学系の基本的
な問題点の一つは、複数の走査レーザビームの継ぎ目
(境界、接続部)を如何に正確に確保するかにある。す
なわち、一対のレーザ走査光学系をそれぞれ、走査レー
ザビームの回転被走査媒体に対する入射角が走査位置に
従って変化する非テレセントリック系とすると、僅かな
被走査面の位置ずれによって、複数の走査レーザビーム
の継ぎ目が主走査方向にずれ、隙間または重なりが生じ
てしまう。一方、各レーザ走査光学系がテレセントリッ
ク系であれば(走査レーザビームが被走査面に常に直角
に入射すれば)、被走査面の位置ずれによる継ぎ目の隙
間または重なりの問題は生じないが、各レーザ走査光学
系は、相互の干渉を防ぐため、副走査方向に位置をずら
せ、被走査面に対する傾斜角度を異ならせる必要があ
る。しかし、この配置では、被走査面の位置ずれによっ
て、複数の走査レーザビームの継ぎ目が副走査方向にず
れ、主走査方向に直線状にならないという問題が生じ
る。
【0004】
【発明の目的】本発明は、一対の非テレセントリック系
のレーザ走査光学系を用いるカスケード走査光学系にお
いて、一対の走査レーザビームの継ぎ目部分の隙間や重
なりが生じにくい装置を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明は、一対のレーザ走査光学系によ
る走査レーザビームを単一の回転被走査媒体上の同一の
周方向位置で異なる軸方向位置に走査させるカスケード
走査光学系において、一対のレーザ走査光学系をそれぞ
れ、走査レーザビームの回転被走査媒体に対する入射角
が走査位置に従って変化する非テレセントリック系と
し、この一対のレーザ走査光学系の継ぎ目側の入射角
を、端部側の入射角より大きくしたことを特徴としてい
る。
【0006】継ぎ目側の入射角θ(°)は、次の条件式
を満足することがより好ましい。 (a/2)tan θ>(b+c)/2 但し、 a:一対のレーザ走査光学系の走査レーザビームの継ぎ
目におけるドットズレの許容値(mm)(a≦走査レー
ザビーム径)、 b:回転被走査媒体の取り付け誤差による走査光学系の
光軸方向のシフト量(mm)、 c:回転被走査媒体の外形公差、振れによる走査光学系
の光軸方向のシフト量(mm)、 である。
【0007】
【発明の実施形態】図示実施形態は、本発明のカスケー
ド走査光学系をレーザビームプリンタの感光体ドラム1
0へのレーザ走査光学系に適用したものである。図1、
図2に示すように、一対のレーザ走査光学系20Aと2
0Bは、走査レーザビームの感光体ドラム10への入射
角度が、走査位置によって変化する非テレセントリック
系である。一対のレーザ走査光学系20Aと20Bは、
レーザコリメータユニット21A、21B、シリンドリ
カルレンズ23A、23B、ポリゴンミラー24A、2
4B、fθレンズ25A、25B、補助レンズ26A、
26B、全反射ミラー27A、27Bを共通要素とし、
感光体ドラム10の軸方向に位置を異ならせてケーシン
グ35に支持されている。
【0008】レーザコリメータユニット21A、21B
は、図3に示すように、レーザ光源LDとコリメータレ
ンズ22A、22Bを一体に備えたものである。
【0009】レーザコリメータユニット21A、21B
のレーザ光源LDからの出射レーザビームは、コリメー
タレンズ22A、22Bによって平行光束とされてお
り、副走査方向にパワーを持つシリンドリカルレンズ2
3A、23Bにより線像とされてポリゴンミラー24
A、24Bに入射する。ポリゴンミラー24A、24B
が回転すると、fθレンズ25A、25B及び補助レン
ズ26A、26Bを介して全反射ミラー27A、27B
に入射し、全反射ミラー27A、27Bで反射した走査
レーザビームが、感光体ドラム10上において主走査方
向に走査される。
【0010】補助レンズ26A、26Bは、主に主走査
方向と直交する副走査方向にパワーを持つもので、小型
化のために省略する場合もある。この場合には、fθレ
ンズ25A、25Bにその副走査方向のパワーを持たせ
る。図2では、補助レンズ26A、26Bの図示を省略
している。
【0011】この例では、ポリゴンミラー24Aと24
Bはそれぞれ、感光体ドラム10の中心から外側への反
対方向にレーザビームを走査させるように、互いに反対
方向に回転駆動される。ケーシング35には、ポリゴン
ミラー24Aと24Bが回転するとき、各反射面で反射
しfθレンズ25Aと25Bを透過したレーザビーム
が、感光体ドラム10に入射する前に入射する位置にミ
ラー28Aと28Bが設けられ、このミラー28Aと2
8Bでの反射光は、書き出し制御用ビームディテクタ2
9Aと29Bに入射する。
【0012】レーザコリメータユニット21Aと21B
から射出されるレーザビームは、描画データに基づきオ
ンオフ変調され、回転駆動される感光体ドラム10上
に、所要の潜像による印字パターンを描く。感光体ドラ
ム10上に描かれた潜像は、周知の電子写真法により現
像され、普通紙上に転写定着される。すなわち、レーザ
走査光学系20Aからの走査レーザビーム(のドット)
の書き出し始点と、レーザ走査光学系20Bからの走査
レーザビーム(のドット)の書き出し始点とが、感光体
ドラム10の中心(走査の継ぎ目)に正しく隣り合い、
その後互い外側(反対方向)に走査されるように、ポリ
ゴンミラー24Aと24Bを回転制御することにより、
感光体ドラム10上に、一連の描画レーザ光を走査させ
ることができる。よって、レーザコリメータユニット2
1Aと21Bのレーザ光源LDを描画データに従ってオ
ンオフさせ、ポリゴンミラー24Aと24Bを連続回転
させるとともに、感光体ドラム10に回転方向の送りを
与えることにより、感光体ドラム10上に所望の潜像を
描き、これを現像することで所要のレーザビーム印刷を
行なうことができる。
【0013】このような基本配置をもつカスケード走査
光学系において、レーザ走査光学系20Aと20Bによ
る走査レーザビームの感光体ドラム10に対する入射角
度は、次のように設定されている。感光体ドラム10に
対する入射角θ(゜)は、理論上、0゜<θ<180゜
の値をとるが、この明細書では、入射角θは、90゜よ
り小さい角度で表わす(θ≦90゜)。
【0014】一対のレーザ走査光学系20Aと20Bに
よる走査レーザビームは、両者の継ぎ目側の中心に関し
対称に配置されている。いま、両走査レーザビームの感
光体ドラム10に対する入射角を継ぎ目側でθ、端部側
でβとすると、θ>βに設定されている。このように継
ぎ目側の入射角を大きくする(90゜に近くする)と、
感光体ドラム10の位置に誤差が生じたときに、両走査
レーザビームの継ぎ目での隙間や重なりが生じにくい。
一方、感光体ドラム10の位置に誤差が生じたとき、端
部側の入射角βが小さくても、単にレーザビームの走査
終点(書き終り位置)が変化するだけで、継ぎ目側程の
問題はない。
【0015】この継ぎ目側の入射角θは、次の式を満足
することがより好ましい。 (a/2)tan θ>(b+c)/2 但し、 a:一対のレーザ走査光学系の走査レーザビームの継ぎ
目におけるドットズレの許容値(mm)(a≦走査レー
ザビーム径)、 b:感光体ドラム10の取り付け誤差による走査光学系
の光軸X方向のシフト量(mm)、 c:感光体ドラム10の外形公差、振れによる走査光学
系の光軸X方向のシフト量(mm)、 である。
【0016】図2において、一対の走査レーザビームが
正しく隣接する場合の感光体ドラム10の基準面(理想
面)をSとする。感光体ドラム10がその取り付け誤差
により、この基準面Sから前後(光軸X方向)にbだけ
ずれ、さらに、感光体ドラム10の外形公差、振れによ
り、このbに加えて前後(光軸X方向)にcだけずれた
とすると、最大のずれ量(シフト量)は、(b+c)/
2で与えられる。一方、一対の走査レーザビームの継ぎ
目(境界点)におけるドットズレの許容値をa(a≦走
査レーザビーム径)とし、継ぎ目側の入射角をθとする
と、 (a/2)tan θ=(b+c)/2 が成立する。よって、許容値以内にするには、 (a/2)tan θ>(b+c)/2 となるように、θを定めればよい。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一対のレ
ーザ走査光学系による走査レーザビームを単一の回転被
走査媒体上の同一の周方向位置で異なる軸方向位置に走
査させるカスケード走査光学系において、一対の走査レ
ーザビームの継ぎ目において隙間や重なりが生じる可能
性を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカスケード光学系の一実施形態を
示す要部の斜視図である。
【図2】図1の光学系を展開した平面図である。
【図3】レーザコリメータユニットの断面図である。
【符号の説明】
10 感光体ドラム(回転被走査媒体) 20A 20B レーザ走査光学系 21A 21B レーザコリメータユニット 22A 22B コリメータレンズ 23A 23B シリンドリカルレンズ 24A 24B ポリゴンミラー 25A 25B fθレンズ 26A 26B 補助レンズ 27A 27B 全反射ミラー 30A 30B コンデンサレンズ 31 ハーフミラー(ビームスプリッタ) 32 全反射ミラー
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勉 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 齋藤 裕行 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 荒木 佳幸 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 飯間 光規 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 隆 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 飯塚 隆之 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のレーザ走査光学系による走査レー
    ザビームを単一の回転被走査媒体上の同一の周方向位置
    で異なる軸方向位置に走査させるカスケード走査光学系
    において、 一対のレーザ走査光学系をそれぞれ、走査レーザビーム
    の回転被走査媒体に対する入射角が走査位置に従って変
    化する非テレセントリック系とし、 この一対のレーザ走査光学系の継ぎ目側の入射角を、端
    部側の入射角より大きくしたことを特徴とするカスケー
    ド走査光学系。
  2. 【請求項2】 請求項1において、継ぎ目側の入射角θ
    (°)は、下記条件式を満足することを特徴とするカス
    ケード走査光学系。 (a/2)tan θ>(b+c)/2 但し、 a:一対のレーザ走査光学系の走査レーザビームの継ぎ
    目におけるドットズレの許容値(mm)(a≦走査レー
    ザビーム径)、 b:回転被走査媒体の取り付け誤差による走査光学系の
    光軸方向のシフト量(mm)、 c:回転被走査媒体の外形公差、振れによる走査光学系
    の光軸方向のシフト量(mm)。
JP8230246A 1996-08-30 1996-08-30 カスケード走査光学系 Pending JPH1073776A (ja)

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DE19737170A DE19737170C2 (de) 1996-08-30 1997-08-26 Optisches Kaskade-Abtastsystem
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US08/921,466 US5825522A (en) 1996-08-30 1997-09-02 Cascade scanning optical system

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