JP2000267034A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏向角度が±３０度以上であっても、全走査
域の強度バラツキを小さく抑えることのできる走査光学
系を得る。 【解決手段】 直線偏光光を発するレーザ光源と該レー
ザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で
偏向走査を行なう回転多面鏡を有し、レーザビ−ムの所
定の走査面上での光強度を、強露光、中間露光および、
弱露光の３値に変化可能とする光走査装置において、走
査面全域にわたってレーザビ−ム強度の３値がそれぞれ
ほぼ等しい値に保持されるように、レーザビ−ムの偏光
方向を調整する調整手段を設けたことを特徴とする光走
査装置。
域の強度バラツキを小さく抑えることのできる走査光学
系を得る。 【解決手段】 直線偏光光を発するレーザ光源と該レー
ザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で
偏向走査を行なう回転多面鏡を有し、レーザビ−ムの所
定の走査面上での光強度を、強露光、中間露光および、
弱露光の３値に変化可能とする光走査装置において、走
査面全域にわたってレーザビ−ム強度の３値がそれぞれ
ほぼ等しい値に保持されるように、レーザビ−ムの偏光
方向を調整する調整手段を設けたことを特徴とする光走
査装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービ−ムプ
リンタ、コピ−装置等に使用される光走査装置に関する
ものである。
リンタ、コピ−装置等に使用される光走査装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の光走査装置の概略図を示
す。半導体レ−ザなどの光源１から出た光は、コリメ−
タレンズ２を通り、平行な光線７にされる。そのあと回
転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シリンド
リカルレンズ３をとおり回転多面鏡４によって偏向走査
され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像され
る。この時、半導体レ−ザなどの光源１の中の発光点１
０からでる光の拡がりは図３のようになる。図３では中
央と拡がりの大きい方向と小さい方向の両端の光線を矢
印で示した。また偏向方向を太線の矢印で示した。図３
のように、従来は、Ｘ方向（走査方向）に光の拡がりが
大きく、Ｙ方向（走査垂直方向）に光の拡がりが小さく
なるようにして用いていた。この時の偏向方向はＹ方向
である。
す。半導体レ−ザなどの光源１から出た光は、コリメ−
タレンズ２を通り、平行な光線７にされる。そのあと回
転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シリンド
リカルレンズ３をとおり回転多面鏡４によって偏向走査
され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像され
る。この時、半導体レ−ザなどの光源１の中の発光点１
０からでる光の拡がりは図３のようになる。図３では中
央と拡がりの大きい方向と小さい方向の両端の光線を矢
印で示した。また偏向方向を太線の矢印で示した。図３
のように、従来は、Ｘ方向（走査方向）に光の拡がりが
大きく、Ｙ方向（走査垂直方向）に光の拡がりが小さく
なるようにして用いていた。この時の偏向方向はＹ方向
である。
【０００３】この従来のときの、回転多面鏡４の反射率
と反射角度の関係を図４に示す。回転多面鏡４の反射角
により反射率が変化する。例えば、反射角が１５度から
４５度であれば、偏向角は２倍の３０度から９０度とな
り±３０度となる。このとき、図４に示すように、約３
％反射率が異なることがわかっている。
と反射角度の関係を図４に示す。回転多面鏡４の反射角
により反射率が変化する。例えば、反射角が１５度から
４５度であれば、偏向角は２倍の３０度から９０度とな
り±３０度となる。このとき、図４に示すように、約３
％反射率が異なることがわかっている。
【０００４】ただし、従来光学系の中でこの偏向角が±
３０度以下の場合は、図４に示すように反射率の差が３
％より小さいので、直線偏光光を発するレーザ光源と該
レーザ光源からのレーザビ−ムを回転多面鏡で偏向走査
するとともに、上記レーザビ−ムの所定の走査面上での
光強度を、強露光、中間露光および、弱露光の３値に変
化可能とする走査光学系においても問題とならなかっ
た。
３０度以下の場合は、図４に示すように反射率の差が３
％より小さいので、直線偏光光を発するレーザ光源と該
レーザ光源からのレーザビ−ムを回転多面鏡で偏向走査
するとともに、上記レーザビ−ムの所定の走査面上での
光強度を、強露光、中間露光および、弱露光の３値に変
化可能とする走査光学系においても問題とならなかっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
光走査装置では、偏向角が±３０度以上になると、それ
に応じて反射率変化が大きくなり、走査位置によって光
量が３％程度以上変化すると予想できる。
光走査装置では、偏向角が±３０度以上になると、それ
に応じて反射率変化が大きくなり、走査位置によって光
量が３％程度以上変化すると予想できる。
【０００６】一方、図５に感光体６上の表面電位とそこ
に照射する光の露光量との関係をしめす。図５のＶ０は
表面電位で、露光量０のときである。Ｖ０／２は電位が
Ｖ０の半分の値を示す。このときの露光量をＥ０とす
る。また、Ｖｄは露光量がＥ０の４倍のときの電位であ
る。ここで、Ｖｄの電位を作るには露光量は４Ｅ０与え
れば良く、このときの露光量が３％程度変化したとして
も、グラフの傾きが非常に小さいので、電位レベルＶｄ
は、ほとんど変化しない。
に照射する光の露光量との関係をしめす。図５のＶ０は
表面電位で、露光量０のときである。Ｖ０／２は電位が
Ｖ０の半分の値を示す。このときの露光量をＥ０とす
る。また、Ｖｄは露光量がＥ０の４倍のときの電位であ
る。ここで、Ｖｄの電位を作るには露光量は４Ｅ０与え
れば良く、このときの露光量が３％程度変化したとして
も、グラフの傾きが非常に小さいので、電位レベルＶｄ
は、ほとんど変化しない。
【０００７】しかし、近年Ｖ０／２レベルの電位レベル
を用いて、感光体上に潜像を作るという要求がでてきて
いる。この場合、図５に示すように、Ｖ０／２レベルの
傾きは約−１であるので、露光量がかりに３％以上変化
すると、Ｖ０／２レベルの表面電位もそれに応じて、ほ
ぼ同じ３％以上変化してしまうことになる。
を用いて、感光体上に潜像を作るという要求がでてきて
いる。この場合、図５に示すように、Ｖ０／２レベルの
傾きは約−１であるので、露光量がかりに３％以上変化
すると、Ｖ０／２レベルの表面電位もそれに応じて、ほ
ぼ同じ３％以上変化してしまうことになる。
【０００８】Ｖ０／２レベルの表面電位が３％以上変化
した場合、場合によっては、印刷濃度変化、背景部の汚
れなどの現象が発生し、印刷品質の悪化をもたらしてし
まうことがあるので問題であった。Ｖ０／２レベルの表
面電位は最大と最小の差が２％以内、すなわち、±１％
以内の範囲に抑えれば、上記の印刷品質悪化の問題が無
くなることがわかっている。
した場合、場合によっては、印刷濃度変化、背景部の汚
れなどの現象が発生し、印刷品質の悪化をもたらしてし
まうことがあるので問題であった。Ｖ０／２レベルの表
面電位は最大と最小の差が２％以内、すなわち、±１％
以内の範囲に抑えれば、上記の印刷品質悪化の問題が無
くなることがわかっている。
【０００９】以上のことから、走査角が±３０度以上で
あっても、走査域全体で均一な、すなわち±１％以内の
バラツキの、露光量を与えることのできる走査光学系が
必要となっていた。
あっても、走査域全体で均一な、すなわち±１％以内の
バラツキの、露光量を与えることのできる走査光学系が
必要となっていた。
【００１０】逆に、従来の走査光学系で±１％以内に露
光量分布を抑えることのできる走査角度は、図４から１
５度から３７度であるので、偏向走査角は２倍の３０度
から７４度となり、±２２度の走査しかできないので問
題であった。
光量分布を抑えることのできる走査角度は、図４から１
５度から３７度であるので、偏向走査角は２倍の３０度
から７４度となり、±２２度の走査しかできないので問
題であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明では、直線偏光光を発するレーザ光源と該レーザ
光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で偏
向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、上記レー
ザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露光、中間
露光および、弱露光の３値に変化可能とする走査光学系
において、上記走査面全域にわたって上記レーザビ−ム
強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持されるよう
に、上記レーザビ−ムの偏光方向を調整保持可能として
いる。そのためには、光源を光軸を中心として回転自在
とした機構を有するようにしたり、光源と回転多面鏡の
間にλ／２板を調整可能なように配置すれば良い。
本発明では、直線偏光光を発するレーザ光源と該レーザ
光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で偏
向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、上記レー
ザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露光、中間
露光および、弱露光の３値に変化可能とする走査光学系
において、上記走査面全域にわたって上記レーザビ−ム
強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持されるよう
に、上記レーザビ−ムの偏光方向を調整保持可能として
いる。そのためには、光源を光軸を中心として回転自在
とした機構を有するようにしたり、光源と回転多面鏡の
間にλ／２板を調整可能なように配置すれば良い。
【００１２】また、直線偏光光を発するレーザ光源と該
レーザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角
度で偏向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、上
記レーザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露
光、中間露光および、弱露光の３値に変化可能とする走
査光学系において、上記走査面全域にわたって上記レー
ザビ−ム強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持され
るように、上記レーザビ−ムの偏光を円偏向にしてもよ
く、そのためには、光源と回転多面鏡の間にλ／４板を
配置すればよい。
レーザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角
度で偏向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、上
記レーザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露
光、中間露光および、弱露光の３値に変化可能とする走
査光学系において、上記走査面全域にわたって上記レー
ザビ−ム強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持され
るように、上記レーザビ−ムの偏光を円偏向にしてもよ
く、そのためには、光源と回転多面鏡の間にλ／４板を
配置すればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施例の全体図を図１に
示す。図１では、光学素子１５を除けば図２に示す従来
例と同じである。
示す。図１では、光学素子１５を除けば図２に示す従来
例と同じである。
【００１４】まず、半導体レ−ザなどの光源１から出た
光は、コリメ−タレンズ２をとおり、平行な光線７にさ
れる。このときの光源の偏向方向は、回転多面鏡４の回
転軸方向と同じである。そのあと、偏向方向を光軸に対
する回転角の２倍だけ回転することのできる光学素子１
５、すなわちλ／２板を光軸を中心として２２．５度か
たむけて配置する。このあとの光の偏向方向は、回転多
面鏡４の回転軸にたいし、４５度傾いている。そのあと
回転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シリン
ドリカルレンズ３をとおり、回転多面鏡４によって偏向
走査され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像さ
れる。
光は、コリメ−タレンズ２をとおり、平行な光線７にさ
れる。このときの光源の偏向方向は、回転多面鏡４の回
転軸方向と同じである。そのあと、偏向方向を光軸に対
する回転角の２倍だけ回転することのできる光学素子１
５、すなわちλ／２板を光軸を中心として２２．５度か
たむけて配置する。このあとの光の偏向方向は、回転多
面鏡４の回転軸にたいし、４５度傾いている。そのあと
回転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シリン
ドリカルレンズ３をとおり、回転多面鏡４によって偏向
走査され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像さ
れる。
【００１５】一方、この回転多面鏡４は光の偏向方向に
よって図６のように、反射角度と反射率の関係が異なる
特性を持っている。このなかで偏向方向を回転多面鏡４
の回転軸にたいし４５度傾けた場合に、反射角度が変化
しても反射率の変化が±１％以内になる。この特性を利
用したのが本発明のポイントである。
よって図６のように、反射角度と反射率の関係が異なる
特性を持っている。このなかで偏向方向を回転多面鏡４
の回転軸にたいし４５度傾けた場合に、反射角度が変化
しても反射率の変化が±１％以内になる。この特性を利
用したのが本発明のポイントである。
【００１６】その第１の実現の方法としては、すでに説
明したように図１に示すような方法で、λ／２板を２
２．５度回転させて配置し回転多面鏡４に入射させる光
の偏向方向を４５度回転させる方法がある。その結果、
回転多面鏡４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙから４５
度回転）のような特性になるので反射角度が変化しても
反射率の変化が±１％以内になる。
明したように図１に示すような方法で、λ／２板を２
２．５度回転させて配置し回転多面鏡４に入射させる光
の偏向方向を４５度回転させる方法がある。その結果、
回転多面鏡４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙから４５
度回転）のような特性になるので反射角度が変化しても
反射率の変化が±１％以内になる。
【００１７】また、第２の実現の方法としては、図７、
図８に示す方法がある。図７は全体図で、構成は従来と
同じで、半導体レ−ザなどの光源１から出た光は、コリ
メ−タレンズ２をとおり、平行な光線７にされる。その
あと回転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シ
リンドリカルレンズ３をとおり回転多面鏡４によって偏
向走査され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像
される。このなかの、半導体レ−ザなどの光源１そのも
のを光軸を中心として、４５度回転させ、同時に偏向方
向も４５度回転させればよい。その様子を図８に示す。
図８では中央と拡がりの大きい方向と小さい方向の両端
の光線を矢印で示した。また偏向方向を太線の矢印で示
した。従来は、Ｘ方向（走査方向）に光の拡がりが大き
く、Ｙ方向（走査垂直方向）に光の拡がりが小さくなる
ようにして用いていたが、図８のようにすることで、偏
向方向を４５度回転させている。その結果、回転多面鏡
４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙから４５度回転）の
ような特性になるので反射角度が変化しても反射率の変
化が±１％以内になる。
図８に示す方法がある。図７は全体図で、構成は従来と
同じで、半導体レ−ザなどの光源１から出た光は、コリ
メ−タレンズ２をとおり、平行な光線７にされる。その
あと回転多面鏡４の面倒れ補正のためにいれている、シ
リンドリカルレンズ３をとおり回転多面鏡４によって偏
向走査され、Ｆθレンズ５をとおって、感光体６へ結像
される。このなかの、半導体レ−ザなどの光源１そのも
のを光軸を中心として、４５度回転させ、同時に偏向方
向も４５度回転させればよい。その様子を図８に示す。
図８では中央と拡がりの大きい方向と小さい方向の両端
の光線を矢印で示した。また偏向方向を太線の矢印で示
した。従来は、Ｘ方向（走査方向）に光の拡がりが大き
く、Ｙ方向（走査垂直方向）に光の拡がりが小さくなる
ようにして用いていたが、図８のようにすることで、偏
向方向を４５度回転させている。その結果、回転多面鏡
４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙから４５度回転）の
ような特性になるので反射角度が変化しても反射率の変
化が±１％以内になる。
【００１８】その他、第３の実現の方法は、λ／４板を
図１に示す光学素子１５のところに配置するという方法
がある。この場合、光学素子１５を通ったあとの光線
は、直線偏光から、円偏光に変えることができる。円偏
光の場合回転多面鏡４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙ
から４５度回転）のような特性になるので反射角度が変
化しても反射率の変化が±１％以内になる。
図１に示す光学素子１５のところに配置するという方法
がある。この場合、光学素子１５を通ったあとの光線
は、直線偏光から、円偏光に変えることができる。円偏
光の場合回転多面鏡４の反射特性は図６の（偏向方向Ｙ
から４５度回転）のような特性になるので反射角度が変
化しても反射率の変化が±１％以内になる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転多
面鏡４へ入射させる光線の偏向方向を、回転多面鏡４の
回転軸に対して４５度傾けているので、±３０度以上の
広画角走査光学系であっても、回転多面鏡４の反射角度
による反射率の違いが±１％以内の走査光学系を提供す
ることができる。
面鏡４へ入射させる光線の偏向方向を、回転多面鏡４の
回転軸に対して４５度傾けているので、±３０度以上の
広画角走査光学系であっても、回転多面鏡４の反射角度
による反射率の違いが±１％以内の走査光学系を提供す
ることができる。
【００２０】同様に、回転多面鏡４へ入射させる光線を
円偏光にしているので、±３０度以上の広画角走査光学
系であっても、回転多面鏡４の反射角度による反射率の
違いが、±１％以内の走査光学系を提供することができ
る。
円偏光にしているので、±３０度以上の広画角走査光学
系であっても、回転多面鏡４の反射角度による反射率の
違いが、±１％以内の走査光学系を提供することができ
る。
【００２１】よって、±３０度以上の広画角走査光学系
であっても、走査光学系の走査全域にわたって、露光量
バラツキを±１％以内にできるので、本発明による走査
光学系は、±３０度以上の広画角走査光学系で、走査全
域にわたって走査光の光量を±１％以内にさせる必要が
ある場合、すなわち、直線偏光光を発するレーザ光源と
該レーザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向
角度で偏向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、
上記レーザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露
光、中間露光および、弱露光の３値に変化可能とする走
査光学系において、上記走査面全域にわたって上記レー
ザビ−ム強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持され
るようにする場合などに最適となる。
であっても、走査光学系の走査全域にわたって、露光量
バラツキを±１％以内にできるので、本発明による走査
光学系は、±３０度以上の広画角走査光学系で、走査全
域にわたって走査光の光量を±１％以内にさせる必要が
ある場合、すなわち、直線偏光光を発するレーザ光源と
該レーザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向
角度で偏向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、
上記レーザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露
光、中間露光および、弱露光の３値に変化可能とする走
査光学系において、上記走査面全域にわたって上記レー
ザビ−ム強度の３値がそれぞれほぼ等しい値に保持され
るようにする場合などに最適となる。
【００２２】なお、４段階以上のレベルを形成する場合
であっても同様な効果をもたらすことができるのは明ら
かである。
であっても同様な効果をもたらすことができるのは明ら
かである。
【図１】 本発明の第１の実施例である。
【図２】 従来例を説明する図である。
【図３】 従来例を補足説明する図である。
【図４】 従来の回転多面鏡の反射率と反射角度の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】 感光体への露光量と表面電位の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】 偏光方向と回転多面鏡の反射率と反射角度の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図７】 本発明の第２の実施例の説明図である。
【図８】 本発明の第２の実施例の補足説明図である。
１：半導体レ−ザなどの光源、２：コリメ−タレンズ、
３：シリンドリカルレンズ、４：回転多面鏡、５：Ｆθ
レンズ、６：感光体、７：光線、１０：光源、１１：拡
がった光線、１５：光学素子、２０：拡がった光線。
３：シリンドリカルレンズ、４：回転多面鏡、５：Ｆθ
レンズ、６：感光体、７：光線、１０：光源、１１：拡
がった光線、１５：光学素子、２０：拡がった光線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 BA04 BA83 2H045 AA01 CB35 CB65 5C072 AA03 BA15 HA02 HA09 HA13 HB02 JA07 XA05
Claims (5)
- 【請求項１】 直線偏光光を発するレーザ光源と該レー
ザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で
偏向走査を行なう回転多面鏡を有し、レーザビ−ムの所
定の走査面上での光強度を、強露光、中間露光および、
弱露光の３値に変化可能とする光走査装置において、 走査面全域にわたってレーザビ−ム強度の３値がそれぞ
れほぼ等しい値に保持されるように、レーザビ−ムの偏
光方向を調整する調整手段を設けたことを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項２】 偏光方向の調整手段として、光源を光軸
を中心として回転する回転手段を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項３】 偏光方向の調整手段として、光源と回転
多面鏡の間に、λ／２板を挿入したことを特徴とする請
求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】 直線偏光光を発するレーザ光源と該レー
ザ光源からのレーザビ−ムを±３０度以上の偏向角度で
偏向走査を行なう回転多面鏡を有するとともに、上記レ
ーザビ−ムの所定の走査面上での光強度を、強露光、中
間露光および、弱露光の３値に変化可能とする光走査装
置において、 走査面全域にわたってレーザビ−ム強度の３値がそれぞ
れほぼ等しい値に保持されるように、レーザビ−ムの偏
光を円偏向とする調整手段を設けたことを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項５】 調整手段として、光源と回転多面鏡の間
に、λ／４板を配置したことを特徴とする請求項４記載
の光走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075835A JP2000267034A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 光走査装置 |
| DE2000112855 DE10012855B4 (de) | 1999-03-19 | 2000-03-16 | Optischer Scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075835A JP2000267034A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000267034A true JP2000267034A (ja) | 2000-09-29 |
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